Los físicos nos tienen saturados de partículas que danzan una y otra vez en multitud de artículos que leemos sin llegar a comprender demasiado bien las implicaciones de cada elemento dentro de la ecuación. La mayoría conocemos los conceptos básicos de las partículas atómicas: los protones, los neutrones y los electrones. Pero cuando la cosa profundiza, entonces empieza el desfile de leptones, fermiones, bosones y toda esa caterva de sustantivos acabados en “ones”. Algunas veces, de tanto nombrarlo en los artículos mas llamativos, como por ejemplo, los relacionados con el Acelerador de Partículas más famoso de la historia (LCH), se convierten en estrellas del mundo de la física popular. ¿Quién no conoce el célebre Bosón de Higgs? Si Hollywood tuviera vela en este entierro, seguro que le habría otorgado ya algún Oscar a la partícula con el mejor guión de misterio. Vamos a poner un poco de orden en toda esta sopa de letras de la física. Atentos, que comienza el viaje a través de la física más fascinante.

Esquema general

Para situarnos tenemos que hablar primero del conjunto de partículas  y su organización con respecto a las demás. Así que para empezar, nada mejor que un sencillo y breve esquema que representa la relación general entre los grupos de partículas. La física divide en tres grupos fundamentales este complejo mundo subatómico. Encontramos 3 grupos principales que son las partículas fundamentales, las partículas compuestas y las compañeras supersimétricas. Dentro de las fundamentales aparecen los fermiones y los bosones de gauge. Y los fermiones, a su vez, agrupan a los quarks y a los leptones. Las partículas compuestas se dividen en mesones y bariones. Y finalmente, las compañeras supersimétricas, que no contienen divisiones generales de partículas. Cada grupo posee unas determinadas características que los hace diferentes al resto. Suelen ser conceptos de física cuántica, difíciles de asimilar por el común de los mortales, pero trataremos de darle un aire más dinámico e inteligible para que podamos hacernos de inmediato con sus propiedades y peculiaridades.

Esquema general de la partículas que existen en el Universo

PARTICULAS FUNDAMENTALES

1. Fermiones

Es uno de los dos tipos básicos de partículas que existen en la naturaleza. Se definen por tener un spin semi-entero. Recordemos que el spin (giro) es una propiedad física de las partículas subatómicas intrínseca a la propia partícula, como pueden ser la carga o la masa. Se la bautizó así en honor del célebre científico Enrico Fermi que desarrolló el primer reactor nuclear y cuya contribución a la física cuántica fue decisiva. A este grupo pertenecen partículas tan importantes y conocidas como el electrón y el neutrino, escurridizo donde los haya. Los fermiones forman la materia ordinaria y a ellos debe prácticamente toda su masa, por eso se consideran fundamentales. Digamos que los fermiones son los “ladrillos” de los que está hecha la existencia.

a) Quarks

Representan los constituyentes fundamentales de la materia (junto a los leptones) y son las partículas más pequeñas que el hombre ha podido identificar. Estas diminutas variedades de partículas se combinan para formar los conocidos protones y neutrones, básicos en la arquitectura atómica de la materia. Tienen un spin de ½  y son las únicas que pueden interactuar con las 4 fuerzas conocidas del universo (gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil).  Las variantes fueron nombradas de forma arbitraria para que se recordaran con facilidad. Y la verdad, que poseen unas denominaciones la mar de peculiares: arriba, abajo, encanto, cima, extraño, fondo…Las variedades extraña, encanto, fondo y cima son muy inestables y se desintegraron en una fracción de segundo después del Big Bang, pero los físicos de partículas pueden recrearlos y estudiarlos. Las variedades arriba y abajo sí que se mantienen, y se distinguen entre otras cosas por su carga eléctrica. En la naturaleza no se encuentran quarks aislados sino formando otras partículas llamadas hadrones, formadas por 2 o 3 quarks, conocidas como mesones o bariones, respectivamente.

Tabla de quarks

b) Leptones

La palabra "leptón" (del griego leptos) fue usada por primera vez por el físico León Rosenfeld en 1948 y designa una partícula fundamental del grupo de los fermiones que tiene un spin de -1/2 y que no experimenta interacción nuclear fuerte. Son parte básica en la existencia de la materia, junto con los quarks. A este grupo pertenece el muy conocido electrón, ese que nos sacude fuerte cuando metemos los dedos en un enchufe. También se agrupan aquí los escurridizos neutrinos, partículas dificilísimas de encontrar porque debido a sus características, atraviesan sin esfuerzo cualquier materia que se le ponga por delante para atraparlos. Se están realizando carísimos experimentos para cazar a estos huidizos representantes de los leptones. Se usan detectores especiales sumergidos en enormes piscinas enterradas a kilómetros de profundidad en la tierra para poder encontrarlos y separarlos de otras partículas, pues estos escapistas apenas interactúan con el resto de materia. Sin embargo, y a pesar de esta vacuidad, forman parte de la base de la existencia.

Tabla de leptones

2. Bosones de gauge

Los bosones actúan como portadores de una interacción fundamental de la naturaleza. Es decir, que si antes apuntábamos que los fermiones son los ladrillos, los bosones corresponden al cemento que une dichos ladrillos. Entre sus representantes mas conocidos se encuentran los fotones (luz) y el archiconocido Bosón de Higgs, buscado con ferviente anhelo por el LCH, la llamada Máquina de Dios que tantas noticias ha generado en todo el mundo. Por ahora no ha sido confirmada la existencia de esta partícula, que ha sido predicha por la teoría estándar, pero si el LCH consigue detectarla, entonces se habrán confirmado muchas cosas importantes para la física. El gravitón también mantiene a los científicos con gran expectación por ver si por fin pueden comprender algo más de la fuerza más misteriosa del universo: la gravedad.

Tabla de los bosones de gauge