PARTÍCULAS COMPUESTAS

3. Mesones

En física de partículas, un mesón (del griego antiguo μεσος (mesos) = medio) es un bosón que responde a la interacción fuerte, esto es, un hadrón con un espín entero. En el Modelo estándar, los mesones son partículas compuestas de un número par de quarks y antiquarks. Se cree que todos los mesones conocidos consisten en un par quark-antiquark - los así llamados quarks de valencia - más un "mar" de pares quark-antiquark y gluones virtuales. La existencia de los mesones fue propuesta por el físico nuclear japonés Yukawa Hideki en 1935. Su idea era que existían una serie de partículas más pesadas que el electrón que eran responsables de la interacción nuclear fuerte. Inicialmente se pensó que estas partículas eran los muones (incorrectamente llamados mesones), pero posteriormente se comprobó que estos pertenecían al grupo de los leptones. Los mesones postulados por Yukawa fueron descubiertos en 1947 por Powell y denominados mesones o piones. El pión fue el primer mesón verdadero en ser descubierto. Dentro de los mesones, no encontramos ninguno especialmente conocido por el público profano. Suelen ser partículas muy complejas que no trascienden a los medios de comunicación y que se hallan sujetas a investigaciones muy especializadas.

Tabla de mesones

4. Bariones

Los bariones (del griego βαρύς, barys, “pesado”) son una familia de partículas subatómicas formadas por tres quarks. El nombre de barión se debe a que se creyó, cuando fue descubierto, que poseía una masa mayor que otras partículas. Existen gran número de bariones pero los más conocidos, sin duda, son el protón y el neutrón. Las grandes estrellas atómicas que todos hemos aprendido en la educación general básica. Los bariones son fermiones afectados por la interacción nuclear fuerte, por lo que están sometidos al principio de exclusión de Pauli y pueden ser descritos mediante la estadística de Fermi-Dirac. Al contrario que los bosones, que no satisfacen este principio de exclusión. Los bariones pertenecen, junto con los mesones, a la familia de partículas llamadas hadrones, es decir, aquellas compuestas por quarks. Se diferencian de los mesones por estar compuestos por tres quarks, mientras que los últimos están compuestos por un quark y un antiquark. Los Hadrones nos suenan mucho gracias al mediático Gran Colisionador de Hadrones, que popularizó con su propio nombre a este grupo de partículas.

Tabla de bariones

COMPAÑERAS SUPERSIMÉTRICAS

En la física de partículas, la supersimetría es una simetría hipotética propuesta que relacionaría las propiedades de los bosones y los fermiones. Aunque todavía no se ha verificado experimentalmente que la supersimetría sea una simetría de la naturaleza, es parte fundamental de muchos modelos teóricos, incluyendo la teoría de supercuerdas. Según el modelo estándar de la física de partículas, la materia está formada por fermiones (a su vez divididos en quarks y leptones), mientras que las partículas que transmiten las dos interacciones fundamentales de la naturaleza (interacción fuerte e interacción nuclear electrodébil) son bosones. La supersimetría extiende el número de partículas del modelo estándar de forma que a cada partícula le corresponde una compañera supersimétrica denominada súper compañera. Así, cada bosón tiene una súper compañera fermión y viceversa. Las súper compañeras de los fermiones son bosones y reciben nombres que comienzan con la letra s; así, el electrón tiene como súper compañera el selectrón, y los quarks, los squarks.

Tabla de compañeras supersimétricas

Las súper compañeras de los fermiones son bosones y reciben nombres que comienzan con la letra s; así, el electrón tiene como súper compañera el selectrón, y los quarks, los squarks. Las súper compañeras de los bosones son fermiones con nombres que terminan en -ino, así la del fotón es el fotino y la del gravitón (si se incluye la gravedad en el modelo), el gravitino. Sin embargo, debido a que dichas compañeras supersimétricas aún no han podido ser creadas en el laboratorio, sus masas deben ser mucho mayores que las de las partículas originales. Esto implica que la supersimetría, de ser cierta, está rota por algún mecanismo. La búsqueda de partículas supersimétricas es otra de las prioridades para el colisionador LHC. La más liviana (y neutra) de las partículas supersimétricas, en caso de existir, es una de las más serias candidatas para explicar la existencia de la materia oscura.  

Las ventajas teóricas de la supersimetría son muy importantes. En particular resuelven problemas de estabilidad de muchas teorías ante correcciones cuánticas, además de mejorar considerablemente el acuerdo entre las predicciones de los modelos de unificación y los resultados experimentales. En el caso de ciertas teorías, permiten la incorporación de fermiones en formulaciones que de otra manera no lo aceptarían. Tantas son sus ventajas que aun cuando cerca de 30 años después de su postulación no se ha encontrado prueba de la existencia de estas nuevas partículas, es todavía considerada por una gran parte de la comunidad científica como uno de los más firmes candidatos, sola o como parte de otras teorías, a explicar fenómenos físicos que puedan aparecer más allá de la descripción del Modelo Estándar.

El modelo supersimétrico aporta

A partir de ahora, cada vez que leas un artículo sobre física o sobre el espacio donde se hable de partículas o de materia oscura o de energías extrañas, sólo tienes que acudir a esta guía que hemos diseñado para tu uso y disfrute personal. No la entierres demasiado porque más pronto que tarde andaremos publicando noticias sobre nuestro querido Gran Colisionador de Hadrones (¿Qué era un hadrón? ¡Rápido, a consultar la guía!) O sobre los misterios de los agujeros negros de donde no escapan ni los fotones (esa guíaaaa).