La teoría de cuerdas: tipos de partículas

Los físicos han encontrado un gran número de partículas, y una cosa que sea de utilidad es que pueden ser divididas en categorías en función de sus propiedades. Los físicos han encontrado una gran cantidad de maneras de hacer esto, pero aquí están algunas de las categorías más relevantes a la teoría de cuerdas.

Según la mecánica cuántica, las partículas tienen una propiedad conocida como girar. Este no es un movimiento real de la partícula, pero en un sentido de la mecánica cuántica, significa que la partícula siempre interactúa con otras partículas como si se gira en una manera determinada.

En la física cuántica, vuelta tiene un valor numérico que puede ser un número entero (0, 1, 2, y así sucesivamente) o semi-entero (1/2, 3/2, y así sucesivamente). Las partículas que tienen un espín entero se llaman bosones, mientras que las partículas que tienen espín de medio entero se llaman fermiones.

Las partículas de fuerza: bosones

bosones, el nombre de Satyendra Nath Bose, son partículas que tienen un valor entero de espín cuántico. Los bosones que se sabe actúan como portadores de fuerzas en la teoría cuántica de campos, como el fotón hace en esta figura. El modelo estándar de la física de partículas predice cinco bosones fundamentales, cuatro de los cuales han sido observados:

• Fotón

• Gluón (hay ocho tipos de gluones)

• Z Higgs

• W Higgs (en realidad dos partículas - el W⁺ y W^- bosones)

• Higgs (éste no se ha encontrado todavía)

  

Además, muchos físicos creen que probablemente existe un bosón llamado gravitón, que está relacionada con la gravedad. bosones compuestos también pueden existe- éstos se forman combinando juntos un número par de diferentes fermiones.

Por ejemplo, un átomo de carbono-12 contiene seis protones y seis neutrones, todos los cuales son fermiones. El núcleo de un átomo de carbono-12 es, por lo tanto, una de Higgs compuesto. mesones, por el contrario, son partículas compuestas de quarks exactamente dos, por lo que también son bosones compuestos.

Las partículas de la materia: fermiones

Los fermiones, el nombre de Enrico Fermi, son partículas que tienen un valor medio entero de espín cuántico. A diferencia de los bosones, que obedecen a la Principio de exclusión de Pauli, lo que significa que múltiples fermiones no pueden existir en el mismo estado cuántico.

Mientras que los bosones son vistos como la mediación de las fuerzas de la naturaleza, los fermiones son partículas que son un poco más “sólida” y son lo que se tiende a pensar de partículas de materia. Los quarks son fermiones.

Además de los quarks, existe una segunda familia de fermiones llamada leptones. Los leptones son partículas elementales que no pueden (por lo que los científicos saben) se descomponen en partículas más pequeñas. El electrón es un leptón, pero el modelo estándar de la física de partículas nos dice que en realidad hay tres generaciones de partículas, cada una más pesados ​​que el anterior.

Las tres generaciones de partículas fueron predichas por consideraciones teóricas antes de que fueron descubiertas por experimento, un excelente ejemplo de cómo la teoría puede preceder experimento en la teoría de campo cuántico.

También dentro de cada generación de partículas son dos sabores de quarks. Esta tabla muestra los 12 tipos de fermiones fundamentales, todos los cuales han sido observados. Los números mostrados son las masas, en términos de energía, para cada una de las partículas conocidas. (Neutrinos tienen virtualmente, pero no exactamente, masa cero.)

También hay, por supuesto, fermiones compuestos, realizan cuando un número impar de fermiones se combinan para crear una nueva partícula, por ejemplo, cómo los protones y los neutrones se forman mediante la combinación de quarks.