Los leptones

Los leptones
Los leptones son partículas consideradas como fundamentales en la nueva tabla de partículas elementales. Históricamente jugaron un papel  muy importante en la construcción del llamado Modelo  Estándar de las Partículas elementales y actualmente existe evidencia  experimental acerca de ellas que está abriendo camino en el futuro de  la Física de Altas Energías y que prometen darnuevas sorpresas.
Por el momento fijaremos nuestra atención en los leptones. El nombre proviene del griego "leptos" que significa pequeño.   La primera partícula de este tipo  que se encontró fue el electrón cuya masa, por ejemplo, es aprox. dos mil veces mas pequeña que el protón.  A finales de los años treinta se descubrieron los rayos cósmicos (partículas muy energéticas que provienen del espacioextrerior) y con ellos evidencia de que existía una partícula muy similar al electrón, con la misma carga pero 200 veces más pesado, y que en unos cuantos microsegundos decaía en un electrón (mas dos neutrinos: el neutrino del muon y el antineutrino del electron... los "neutrinos" van a ser detallados mas adelante). A éste "electrón pesado" se le dio el nombre de muón.  El tiempo que tarda unapartícula antes de decaer y convertirse en otras es  conocido como vida media. Entonces, sólo la vida media y la masa distinguen  a un muón de un electrón.  En 1975 se encontró el que parece ser el último de los leptones cargados,  conocido como "tau"  y que es 3600 veces más pesado que el electrón,  con la misma carga y una vida media pequeñísima.

Existen, además de éstos tres leptones, otrostres cuyo origen se remonta a  principios de los años treinta cuando se trató de explicar la  naturaleza de la radiación beta.   El fenómeno de la radiación era bien conocido en esa época y existían tres tipos:
1. La radiación alfa: que son en realidad núcleos de helio que salen del  núcleo atómico.

2. La radiación beta: que son electrones.

3. La radiación gamma : que es radiaciónelectromagnética.

Pero sucedía que en la radiación beta no se conservaba la energía. Uno  de los pilares de la Física parecía romperse. La explicación de la  radiación beta era que en el núcleo atómico un neutrón se descompone (decae) en un protón que permanece en el núcleo y un electrón que sale de él. La carga eléctrica se conservaba puesto que el electrón tiene exactamente la misma carga del protón perode sigo contrario. Sin  embargo, al medir la energía con la cual sale el electrón, ésta  no  tenía un valor fijo sino que formaba un espectro de energías, contrario  a la regla conocida de que cuando un cuerpo en reposo decae  en otros dos (el protón y el electrón) la energía de c/u de las parículas  resultantes es fija.   Pauli propuso entonces, para explicar esta discrepancia, la existencia deuna nueva partícula sin carga y de masa muy pequeña,  que interactúa muy débilmente con el resto de las partículas para asi salvar la sacro-santa conservación de la energía.  Fermi la llamó neutrino que en italiano significa ``neutroncito''. Esta era una partícula teórica  y fue hasta 1956 que fue detectada por Frederic Reines y Clyde Cowan.   El neutrino es pues una partícula que al carecer decarga eléctrica  es un excelente representante de la interacción débil. Éstas partículas  pueden atravesar toneladas de material sin sufrir la mas mínima perturbación.  Son "fantasmas" que atraviesan la materia.

Al principio se creía que existía sólo un tipo de neutrino pero posteriormente se observó que el decaimiento de cada leptón cargado (muón y tau) generaba un  tipo particular deneutrino.   Se dice entonces que para el electrón existe su correspondiente  "neutrino electrónico", al igual que para el muón ("neutrino muónico")  y para el tau ("neutrino tauónico").   Existen además, como ya dijimos, los correspondientes antineutrinos. Sin embargo,  al carecer de carga eléctrica la única forma de distinguir a los neutrinos de un tipo  y de otro es por medio de un  nuevo número (o...