¿Qué es el modelo estándar?
El modelo estándar de la física de partículas es la mejor aproximación de la física a una teoría completa de la realidad. Describe docenas de partículas y las interacciones entre ellas, que se dividen en tres categorías; la fuerza nuclear fuerte , la fuerza nuclear débil y el electromagnetismo . Las partículas encajan en dos clases: bosones o ferimones.
Los fermiones incluyen el conocido protón y neutrón (ambos compuestos por quarks, neutrinos y gluones) y el electrón, que es fundamental.
Los bosones median las interacciones entre fermiones.
La principal diferencia entre bosones y fermiones es que los bosones pueden compartir el mismo estado cuántico, mientras que los fermiones no pueden. El modelo estándar se usa habitualmente para predecir los resultados de las interacciones entre partículas con muchas cifras significativas de precisión. No está del todo completo, pero es la mejor teoría desde su creación entre 1970 y 1973.
Los fermiones consisten en 6 variedades de quark y 6 variedades de leptones . Casi toda la materia que observamos a nuestro alrededor consta de 2 tipos de quark, el quark "arriba" y el quark "abajo", y 1 variedad de leptones, el electrón. Estas tres partículas son suficientes para formar todos los átomos en la Tabla Periódica y las moléculas que crean cuando se unen entre sí. Los 4 quarks y 5 leptones restantes son versiones más masivas que de otro modo se comportarían igual que sus primos menos masivos. Se pueden crear en experimentos de física de alta energía durante períodos de una fracción de segundo. Cada leptón tiene un neutrino (partícula portadora de energía de masa extremadamente baja y alta velocidad) que le corresponde. Todas estas partículas también tienen versiones antimateria, que se comportan de la misma manera, pero se aniquilan al contacto con no antimateria, convirtiendo la masa de ambas partículas en energía pura.
Los bosones vienen en 4 variedades, que median las tres fuerzas fundamentales mencionadas anteriormente . El bosón más familiar es el fotón , que media el electromagnetismo. Esto es responsable de todos los fenómenos que rodean la electricidad, el magnetismo y la luz. Otros bosones incluyen los bosones W y Z, que median en la débil fuerza nuclear; y gluones, que median la fuerza nuclear fuerte que une a los quarks en partículas más grandes como los neutrones y los protones. De esta manera, el Modelo Estándar explica o une 3 de las 4 fuerzas fundamentales en la naturaleza; la fuerza sobresaliente es la gravedad.
El bosón de Higgs es un bosón cuya existencia es predicha por el Modelo Estándar pero aún no se ha observado. Sería responsable del mecanismo por el cual todas las partículas adquieren masa. Otro bosón hipotético es el gravitón, que mediaría las interacciones gravitacionales.
La gravedad no está incluida en el Modelo Estándar porque carecemos de una descripción teórica o pistas experimentales de los bosones que median las interacciones gravitacionales. Sin embargo, la teoría moderna de cuerdas ha introducido posibilidades intrigantes para una mayor exploración de posibles formas de exponer el hipotético gravitón. Si algún día tiene éxito, puede ser que reemplace el Modelo Estándar al unir las 4 fuerzas fundamentales, convirtiéndose así en la esquiva "Teoría de todo".