1. – Introducción
histórica de los constituyentes de la
materia
2. – Las Fuerzas
Fundamentales
3. – El Modelo
Estándar
4. – Cuestiones
pendientes de la Física de
Partículas
5. – Bibliografía
Prefacio
Con estas páginas quiero esclarecer algunos conceptos
de la Teoría
de las Partículas Elementales, la idea surgió
debido a que no existían muchos textos adecuados en
castellano, y a
la cantidad de desconocimiento que existe entre los interesados
al hablar de quarks, fuerzas fundamentales,
unificación,…
Se tratará la Teoría de las Partículas
Elementales sin fórmulas matemáticas, sino más bien
explicando el desarrollo
histórico que se ha ido dando en esta teoría. Por
ello, este texto no
está orientado a ti si ya sabes lo que la
electrodinámica cuántica, o la cromodinámica
cuántica son; más bien está pensado para
aquellos que recuerdan que la materia
está formada por átomos, y lo recuerdan como algo
muy lejano que fue necesario estudiar, y ahora quieres saber
qué es un quark y de dónde surgieron, o a
cuáles se las llaman las interacciones fundamentales.
1- Introducción
histórica de los constituyentes de la materia
Cada sustancia del universo, las
piedras, el mar, nosotros mismos, los planetas y
hasta las estrellas más lejanas, está enteramente
formada por pequeñas partículas, que se pensaban
que eran indivisibles, llamadas átomos. Son tan
pequeñas que no son posible fotografiarlas. Para hacernos
una idea de su tamaño, un punto de esta línea puede
contener dos mil millones de átomos.
Por tanto, al adentrarnos en la materia nos damos cuenta de
que está formada por átomos. Para comprender estos
átomos, a lo largo de la historia diferentes
científicos han enunciado una serie de teorías
que nos ayudan a entender la complejidad de estas
partículas.
A finales del siglo XVIII se descubren un gran número
de elementos, pero éste no es el avance más notable
sino que se produce cuando Lavoisier da una interpretación correcta al fenómeno
de la combustión, indicando que se
producía una unión con átmos de oxígeno.
Ya en el siglo XIX se establecen diferentes leyes de la
combinación para formar sustancias y compuestos
químicos , esto unido a la clasificación
periódica de los elementos (1871) potencia el
estudio de la constitución de los átomos. Es decir
qué son y qué propiedades tienen. Todas estas leyes
supusieron encontrar nuevas explicaciones a cómo la
materia estaba constituida. Estas explicaciones son las que se
van a ir indicando.
El químico y físico británico, John
Dalton (1766-1844) creó una importante teoría
atómica de la materia. En 1803 formuló la ley que lleva su
nombre y que resume las leyes cuantitativas de la química (ley de la
conservación de la masa, realizada por Lavoisier; ley de
las proporciones definidas, realizada por Louis Proust; ley de
las proporciones múltiples, realizada por él
mismo). Su teoría, para explicar estas leyes que se
cumplen en las reacciones químicas entonces conocidas, se
puede resumir en:
1. – Los elementos químicos están formados por
partículas muy pequeñas e indivisibles llamadas
átomos.
2. – Todos los átomos de un elemento químico
dado son idénticos en su masa y demás
propiedades.
3. – Los átomos de diferentes elementos químicos
son distintos, en particular sus masas son diferentes.
4. – Los átomos son indestructibles y retienen su
identidad en
los cambios químicos.
5. – Los compuestos se forman cuando átomos de
diferentes elementos se combinan entre sí, en una
relación de números enteros sencilla, formando
entidades definidas (hoy llamadas moléculas).
Para Dalton los átomos son esferitas sólidas que
se unían para formar moléculas. Esto quería
decir que un átomo de
oxígeno más un átomo de hidrógeno daba un átomo o
molécula de agua. La
formación de agua a partir de oxígeno e
hidrógeno supone la combinación de átomos de
estos elementos para formar "moléculas" de agua. Dalton,
equivocadamente, supuso que la molécula de agua
contenía un átomo de oxígeno y otro de
hidrógeno.
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