Leptones y quarks

Los leptones son partículas elementales las cuales carecen de estructura interna y color, por lo cual de estos vamos a encontrar que se existen 6 tipos de leptones de los cuales 3 poseen una carga negativa y los 6 restantes una carga neutra por lo tanto estos 6 tipos de leptones forman tres familias

Figura 1. Tipos de leptones.

Fuente: Elaboración propia.

Electrones:  El electrón fue descubierto en 1897, Joseph John Thomson, este posee una carga eléctrica de −1,6 × 10−19C y una masa de 9,1 × 10-31 kg (Picado & Álvarez, 2008, p.96)

Son aquellos que poseen carga negativa y se simbolizan como e- , junto al pronto y neutrón formal el átomo, por lo general lo podemos encontrar rodeando el núcleo del átomo y forman órbita las atómicas.

Figura 2. El átomo y sus partes. 

En estas orbitales caben máximo 2 electrones, la colocación de estos nos permite conocer los distintos niveles de energía

Muones: Las primeras medidas de los muones fueron hechas en 1940, estos también son electrones sin embargo estos poseen una masa mucho mayor, la masa es de 106 MeV y se representan por medio del símbolo µ según Ferrer y Ros (2005) los muones son aquellos que se forman a partir de la interacción de los rayos cósmicos en las capas altas de la atmósfera por lo general a unos 15 km de altura con una vida media de 2,2x10^-6 s, se considera que al igual que el neutrón el meón es inestable (p.275) 

Tauon: Este fue hallado por Martin Lewis Perl en 1975, el cual tiene una masa de 1784 MeV casi el doble que un protón posee una visa de 3x10-13 s, último leptón descubierto (Tipler & Mosca,2005), este se representa por el símbolo τ

Neutrino: los neutrinos en general son aquellos los cuales carecen de propiedades físicas y difícilmente es atraído por la gravedad en el caso de los neutrino eléctricos , se representa por la letras Ve , el muónico como Vµ y el tauónico como Vτ ,  según Levi (2004) estos fueros propuestos en 1933 por Fermi, sin embargo su existencia se demostró por Cowan y Reines en 1957 en un experimento donde se provocaba la reacción del agua de manera que permitiera detectar los neutrinos resultantes, estos no solo se puede producir por radiactividad sino también al desintegrarse partículas como piones y muones, se producen en estrellas, la atmósfera  (p.552).

En cuanto a los quarks estos se consideran que son aquellos que poseen las mismas propiedades de espín que un electrón.

Figura 3. Estructura microscópica de la materia.

Fuente: (Benítez, 2015).

Por lo que podemos encontrar varios de tipos de quarks descritos en la siguiente imagen:

Figura 4. Tipos de quarks.

Fuente: (tiposde.com.mx, s.f)

En algunas ocasiones se puede escuchar mencionar que los quarks poseen sabores sin embargo dicha mención es un símil ya que, si tenemos varios pastelillos con forma igual, color igual, textura igual incoloros pensaríamos que todos tendrían el mismo sabor sin embargo a la hora de probarlos podríamos descubrir que en realidad no son tan iguales como parecen por lo tanto en la física algunas partículas pueden tener propiedades similares, pero otras que no lo son y los hace diferentes.

Quark up El quark up traducido al español como quark arriba son considerados los quark más ligeros poseen una carga de +2/3 y una masa de 0,005 GeV/C² , mientras que los quark down: Traducido al español como quark abajo poseen una carga de -1/3 con una masa de 0,01 GeV/C²   la unión de estos dos tipos de quarks según Konigsberg (2005)  formas las partículas mas comunes las cuales corresponde al neutrón y protón.

Figura 5. Protón, electrón y sus quarks.

Fuente: (Strassler,2013)

Quark strange conocido como el quark extraño junto con el quark charm (encanto), quark top (cima) y bottom (fondo) se consideran los más pesados los cuales se pueden producir en aceleradores de partículas, el quark extraño posee una masa de 0,2 GeV/C² y una carga de -1/3, los quark encanto en canto a su carga esta es de +2/3 con masa de 1,5 GeV/C²   , los quark cima tienen una masa un poco mayor que los demás ya que esta es de 180 GeV/C² con carga +2/3 y finalmente los quark fondo una carga de -1/3 con masa de 4,7 GeV/C², cabe recalcar de manera resumida que todos varían en masa sin embargo sus cargas se mantienen entre -1/3 para quark abajo, extraño y fondo así como  +2/3 para los restantes.

Referencias Bibliográficas

Benitez, M. (2015). EL QUARK CUMPLE 50 AÑOS. Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. 107 (1-2), 101-120.

Ferrer, A. & Ros, E. (2005). Física de partículas y de astropartículas. Valencia: GUADA impresores, SL

Konigsberg, J. (2005). Cacería de quarks. Ciencia. Recuperado de: https://www.revistaciencia.amc.edu.mx/images/revista/56_1/Caceria.Quarks.pdf

Levi, E. (2004). Diccionario de física (Ed. Económica). Madrid, España: Ediciones AKAL, S.A.

Picado, A. & Álvarez, M. (2008). Química I: Introducción al estudio de la materia. San José, Costa Rica: EUNED.

Tripler, P. & Mosca, G. (2005). Física para la ciencia y la tecnología: Electricidad y magnetismo, luz, física moderna, Volumen 2. Barcelona: Reverte.