Partículas subatómicas: Modelo estándar y clasificación

Modelo estándar para partículas subatómicas

La manera en la que se entendía el átomo pasó del modelo de esferas de Demócrito y Dalton, al modelo de partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. Aunque estas a su vez, pueden seguir descomponiéndose en partículas subatómicas. Es el modelo estándar el que estudia estas partículas.

Clasificación de las partículas subatómicas

El modelo estándar clasifica las partículas subatómicas según su espín y según su estructura:

Según su espín

Bosones: Tienen el espín entero $(m_s=0,1,2,3...)$ y no cumplen el principio de exclusión de Pauli. Transmiten las fuerzas (electromagnéticas, nucleares débiles...) entre partículas.
Fermiones: Tienen el espín semientero $(m_s=1/2, 3/2...)$ y cumplen el principio de exclusión de Pauli. Constituyen la materia, son el electrón, el protón y el neutrón.

Según su estructura

Leptones: Son fermiones sin estructura interna. Entre ellos están:

nombre	símbolo	masa ( $\bold{MeV/c^2}$ )	carga ( $\bold{1,6\cdot10^{-19}\ C}$ )	espín ( $\bold{Js}$ )
Electrón	$e^-$	$0,51$	$-1$	$1/2$
Muón	$\mu ^-$	$106$	$-1$	$1/2$
Tauón	$\tau ^-$	$1800$	$-1$	$1/2$
Neutrino electrónico	$v_e$	$\lt2$	$0$	$1/2$
Neutrino muónico	$v_{\mu}$	$\lt2$	$0$	$1/2$
Neutrino tauónico	$v_{\tau}$	$\lt2$	$0$	$1/2$

Hadrones: Tienen estructura interna y pueden desintegrarse en partículas más elementales. Los mesones se desintegran en leptones y fotones. Hay cientos de hadrones, pero éstos son los más comunes.

tipo	nombre	símbolo	masa ( $\bold{MeV/c^2}$ )	carga ( $\bold{1,6\cdot10^{-19}\ C}$ )	espín ( $\bold{Js}$ )
Bariones	Protón	$p$	$938$	$+1$	$1/2$
	Neutrón	$n$	$939$	$0$	$1/2$
	Partícula lambda	$\Lambda^0$	$1116$	$0$	$1/2$
Mesones	Pión^-	$\pi^-$	$140$	$-1$	$0$
	Pión⁰	$\pi^0$	$135$	$0$	$0$
	Pión⁺	$\pi^+$	$140$	$+1$	$0$

Partículas elementales

Los quarks junto con los leptones se consideran partículas verdaderamente elementales porque no pueden fragmentarse más.

nombre	Up	Down	Charm	Strange	Top	Bottom
CARGA	$2/3$	$-1/3$	$2/3$	$-1/3$	$2/3$	$-1/3$
espín	$1/2$	$1/2$	$1/2$	$1/2$	$1/2$	$1/2$

Los mesones están formados por una combinación de un quark y un antiquark.

Los bariones están formados por una combinación de tres quarks.

Ejemplo

Los protones están formados por la combinación $udu$ (up down up, si sumas las cargas: $2/3-1/3+2/3=1$ ) y los neutrones por la combinación $udd$ (up down down, si sumas las cargas: $2/3-1/3-1/3=0$ ).