Lista de partículas

Esta es una lista de partículas en física de partículas, que incluye no solo partículas elementales descubiertas sino también hipotéticas , así como partículas compuestas formadas por partículas elementales.

Partículas elementales

Una partícula elemental  es una partícula sin estructura interna, es decir, que no contiene otras partículas [aprox. 1] . Las partículas elementales son objetos fundamentales de la teoría cuántica de campos . Se pueden clasificar según su espín : los fermiones tienen un espín semientero, mientras que los bosones tienen  un espín entero [1] .

Modelo estándar

El modelo estándar de la física de partículas elementales es una teoría que describe las propiedades e interacciones de las partículas elementales. Todas las partículas predichas por el Modelo Estándar, a excepción de las hipotéticas, han sido descubiertas experimentalmente. En total, el modelo describe 61 partículas [2] .

Fermiones

Los fermiones tienen espín semientero ; para todos los fermiones elementales conocidos es igual a ½. Cada fermión tiene su propia antipartícula . Los fermiones son los componentes básicos de toda la materia . Se clasifican por su participación en la interacción fuerte . De acuerdo con el Modelo Estándar, hay 12 sabores de fermiones elementales: seis quarks y seis leptones [1] .

Generación Quarks con carga (+2/3) e Quarks con carga (−1/3) e
Nombre (sabor) de un quark/antiquark Símbolo de quark/antiquark Peso

( MeV )

Nombre (sabor) de un quark/antiquark Símbolo de quark/antiquark Peso

( MeV )

una u-quark (up-quark) / anti-u-quark de 1.5 a 3 d-quark (quark abajo) / anti-d-quark 4,79±0,07
2 quark c (encanto-quark) / anti-c-quark 1250

±90

s-quark (quark extraño) / anti-s-quark 95±25
3 t-quark (top-quark) / anti-t-quark 174200

±3300 [3]

b-quark (quark inferior) / anti-b-quark 4200±70

Todos los quarks también tienen una carga eléctrica que es un múltiplo de 1/3 de la carga elemental. En cada generación, un quark tiene una carga eléctrica de +2/3 (son quarks u, c y t) y uno tiene una carga de −1/3 (quarks d, s y b); Los antiquarks tienen cargas opuestas. Además de las interacciones fuerte y electromagnética, los quarks participan en la interacción débil.

Véase también leptoquark .

Ver Lista de leptones

  • Los leptones no participan en la interacción fuerte. Sus antipartículas son antileptones (la antipartícula del electrón se llama positrón por razones históricas). Hay seis leptones de sabor :
Generación Leptón cargado / antipartícula Neutrino / antineutrino
Nombre Símbolo Carga eléctrica ( e ) Masa ( MeV ) Nombre Símbolo Carga eléctrica ( e ) Masa ( MeV )
una electrón / positrón −1 / +1 0.511 Neutrino electrónico / Antineutrino electrónico 0 < 0,0000022 [4]
2 muón −1 / +1 105.66 Neutrino muón / Antineutrino muón 0 <0,17 [4]
3 Tau leptón −1 / +1 1776.99 Neutrino tau / antineutrino tau 0 <15,5 [4]

Las masas de los neutrinos no son cero (esto se confirma por la existencia de oscilaciones de neutrinos ), pero son tan pequeñas que no se midieron directamente a partir de 2011.

ver también quarkonio

Bosones Ver una lista más detallada de bosones .

Los bosones tienen giros enteros [1] . Las fuerzas fundamentales de la naturaleza son transportadas por los bosones de calibre , y la masa es teóricamente creada por los bosones de Higgs . Según el modelo estándar , las siguientes partículas son bosones elementales :

Nombre Cargo ( e ) Girar Masa ( GeV ) Interacción portátil
Fotón 0 una 0 Interacción electromagnética
W ± ±1 una 80.4 Interacción débil
Z0 _ 0 una 91.2 Interacción débil
Gluón 0 una 0 Fuerte interacción
bosón de Higgs 0 0 ≈125 campo de higgs
gravitón 0 2 menos de 6,76 × 10 −23 electronvoltios gravedad

bosón de Higgs , o higgson . En el mecanismo de Higgs del modelo estándar, se crea un bosón de Higgs masivo debido a la ruptura espontánea de la simetría del campo de Higgs. Las masas inherentes a las partículas elementales (en particular, grandes masas de bosones W ± - y Z0 ) pueden explicarse por sus interacciones con este campo. El bosón de Higgs fue descubierto en 2012 en el Gran Colisionador de Hadrones ( LHC ) .  El descubrimiento se confirmó en marzo de 2013 y el propio Higgs recibió el Premio Nobel por su descubrimiento.

Triplon es un estado excitado triplete [5]

Partículas hipotéticas

Las teorías supersimétricas que amplían el Modelo Estándar predicen la existencia de nuevas partículas (socios supersimétricos de las partículas del Modelo Estándar), pero ninguna de ellas ha sido confirmada experimentalmente (hasta febrero de 2021).

  • Neutralino (spin - ½) - superposición de superparejas de varias partículas neutras del Modelo Estándar. Es un candidato principal para el componente principal de la materia oscura (ver también Wimp ). Los socios de los bosones cargados se llaman chargino .  
  • Fotino (spin - ½) es el supercompañero del fotón .
  • Gravitino (spin - ³⁄ 2 ) es el supercompañero del gravitón en las teorías de la supergravedad .
  • Sleptons y Squarks (spin - 0) son socios supersimétricos de los fermiones del Modelo Estándar. El quark C-top (Stop) (supercompañero del quark top) presumiblemente debería tener una masa relativamente pequeña, en relación con esto, sus búsquedas se llevan a cabo de manera especialmente activa.
  • La familia de gaginos , supercompañeros de bosones de calibre ( gluino  es un supercompañero de un gluón, veno [6]  es un supercompañero de un bosón W, bino  es un supercompañero de un bosón de calibre correspondiente a una hipercarga débil, zino  es un supercompañero de un bosón Z).
  • El Higgsino  es el supercompañero del bosón de Higgs.

Además, otros modelos introducen las siguientes partículas aún no registradas:

Véase también technicolor ( quarks técnicos , technileptons, techniadrons) [14] .

Véase también partícula .

Partículas compuestas

Hadrones

Los hadrones se definen como partículas compuestas que interactúan fuertemente . Los hadrones están formados por quarks y se dividen en dos categorías:

  • los bariones , que constan de 3 quarks de 3 colores y forman una combinación incolora;
  • mesones , que constan de 2 quarks (más precisamente, 1 quark y 1 antiquark).

Los modelos de quarks , propuestos por primera vez en 1964 de forma independiente por Murray Gell-Mann y George Zweig (quienes llamaron a los quarks "ases"), describen los hadrones conocidos como compuestos de quarks libres (de valencia) y/o antiquarks estrechamente unidos por la fuerza fuerte transportada por los gluones. . Cada hadrón también contiene un "mar" de pares virtuales de quarks y antiquarks.

La resonancia (resonon [15] ) es una partícula elemental, que es un estado excitado de un hadrón.

Véase también parton , Zc(3900) .

Bariones (fermiones) Vea una lista más detallada de bariones .

Los bariones ordinarios ( fermiones ) contienen cada uno tres quarks de valencia o tres antiquarks de valencia.

  • Los nucleones  son los componentes de fermiones de un núcleo atómico ordinario:
  • Los hiperones , como las partículas Λ-, Σ-, Ξ- y Ω, contienen uno o más s-quarks , se descomponen rápidamente y son más pesados ​​que los nucleones. Aunque normalmente no hay hiperones en el núcleo atómico (sólo contiene una mezcla de hiperones virtuales), existen sistemas asociados de uno o más hiperones con nucleones, llamados hipernúcleos .
  • También se han descubierto bariones encantados y encantadores .
  • Los pentaquarks están formados por cinco quarks de valencia (más precisamente, cuatro quarks y un antiquark).

Recientemente, se ha encontrado evidencia de la existencia de bariones exóticos , que contienen cinco quarks de valencia; sin embargo, ha habido informes de resultados negativos. La cuestión de su existencia permanece abierta.

Véase también dibariones .

Mesones (bosones) Ver una lista más detallada de mesones .

Los mesones ordinarios contienen un quark de valencia y un antiquark de valencia . Estos incluyen el pion , kaon , el mesón J/ψ y muchos otros tipos de mesones. En los modelos de fuerzas nucleares, la interacción entre los nucleones la llevan a cabo los mesones.

También pueden existir mesones exóticos (su existencia aún está en duda):

  • Los tetraquarks están compuestos por dos quarks de valencia y dos antiquarks de valencia.
  •  Las bolas de pegamento (gluonio [ 16] , bola de pegamento [17] ) son estados ligados de gluones sin quarks de valencia.
  • Los híbridos están compuestos por uno o más pares quark-antiquark y uno o más gluones reales.

El pionio es un átomo exótico, que consta de uno y un mesón .

Una molécula de mesón es una molécula hipotética que consta de dos o más mesones unidos por una fuerza fuerte.

Los mesones con espín cero forman una red nula .

Núcleos atómicos

Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones unidos por una gran fuerza. Cada tipo de núcleo contiene un número estrictamente definido de protones y un número estrictamente definido de neutrones y se denomina nucleido o isótopo . Actualmente se conocen más de 3000 nucleidos, de los cuales solo unos 300 se encuentran en la naturaleza (ver tabla de nucleidos ). Las reacciones nucleares y la descomposición radiactiva pueden transformar un nucleido en otro.

Algunos núcleos tienen sus propios nombres. Además del protón (ver arriba), los siguientes tienen sus propios nombres:

Átomos

Los átomos  son las partículas más pequeñas en las que se puede dividir la materia mediante reacciones químicas . Un átomo consta de un núcleo pequeño, pesado y cargado positivamente, rodeado por una nube de electrones relativamente grande y ligera. Cada tipo de átomo corresponde a un elemento químico específico , 118 de los cuales tienen un nombre oficial (ver Sistema periódico de elementos ).

También hay átomos exóticos de vida corta , en los que el papel del núcleo (partícula cargada positivamente) lo desempeña un positrón ( positronio ) o un muón positivo ( muonio ). También hay átomos con un muón negativo en lugar de uno de los electrones ( el átomo muónico ). Las propiedades químicas de un átomo están determinadas por el número de electrones que contiene, el cual, a su vez, depende de la carga de su núcleo. Todos los átomos neutros con la misma carga nuclear (es decir, con el mismo número de protones en el núcleo) son químicamente idénticos y representan el mismo elemento químico, aunque su masa puede diferir debido al diferente número de neutrones en el núcleo (tales átomos con diferente número de neutrones en el núcleo representan diferentes isótopos del mismo elemento). En los átomos neutros, el número de electrones es igual al número de protones en el núcleo. Los átomos privados de uno o más electrones (ionizados) se denominan iones positivos ( cationes ); Los átomos con electrones adicionales se llaman iones negativos ( aniones ).

Moléculas

Las moléculas  son las partículas más pequeñas de una sustancia que aún conservan sus propiedades químicas. Cada tipo de molécula corresponde a una sustancia química . Las moléculas están formadas por dos o más átomos. Las moléculas son partículas neutras.

Cuasipartículas

Ver una lista más detallada de cuasipartículas .

Éstos incluyen:

Otras partículas existentes e hipotéticas

  • WIMPs [37] (“wimps”; inglés  débilmente interactuando partículas masivas  - partículas masivas de interacción débil), cualquier partícula de un conjunto completo de partículas que pueden explicar la naturaleza de la materia oscura fría (como neutralino o axión ). Estas partículas deben ser lo suficientemente pesadas y no participar en interacciones electromagnéticas fuertes.
  • Los WISP ( partículas sub-eV que interactúan débilmente) son partículas de masas subelectronvoltios que interactúan débilmente [38] . 
  • SIMP ( partículas masivas de interacción  fuerte - partículas masivas de interacción fuerte) . 
  • Reggeon  es un objeto que surge en la teoría Regge y se describe mediante trayectorias Regge individuales (el nombre Reggeon fue introducido por V.N. Gribov ).

Clasificación por velocidad

  • Los tardiones, o bradiones, se mueven más lentamente que la luz y tienen una masa en reposo distinta de cero [68] . Estos incluyen todas las partículas conocidas, excepto las sin masa.
  • Los luxones se mueven a la velocidad de la luz y no tienen masa en reposo. Estos incluyen el fotón y el gluón (así como el gravitón aún no descubierto).
  • Los taquiones o dromotrones [69]  son ​​partículas hipotéticas que se mueven más rápido que la luz y tienen una masa imaginaria .
  • Los superbradiones [70]  son ​​partículas hipotéticas que se mueven más rápido que la luz pero que tienen una masa real.

Véase también

Notas

  1. La definición de partícula elemental como una partícula que no tiene una estructura interna se acepta en inglés y en algunas otras secciones de Wikipedia. Esta lista sigue esta terminología. En otros artículos de la Wikipedia rusa, tales partículas se denominan fundamentales , y el término " partícula elemental " se utiliza para partículas indivisibles, que, además de las partículas fundamentales, también incluyen hadrones (que, como resultado del confinamiento , no se pueden dividir ). en quarks separados).

Fuentes

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Enlaces