Desde hace más de 2000 años y hasta casi el renacimiento, el pensamiento científico se centraba alrededor de la idea de cuatro fuerzas fundamentales: el aire, el agua, la tierra y el viento. Sin embargo, hoy en día conocemos que la materia no interactúa por estas cuatro fuerzas. En realidad, la física de hoy nos dice que existen también cuatro fuerzas, pero son el electromagnetismo, la gravedad, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil. Estas cuatro fuerzas se conocen como las fuerzas fundamentales, ya que son la base de todas las interacciones que existen entre los átomos que conforma a la materia y las partículas sub-atómicas que conforman a los átomos.

La mecánica cuántica es la disciplina que estudia las fuerzas e interacciones de las partículas del mundo sub-atómico. En esta escala tan pequeña nos encontramos con todo un zoológico de partículas, cada una de ellas con sus particularidades. Todas las partículas se dividen en dos familias, dependiendo de la fuerza con la que interactúen. Las dos familias son los fermiones y los bosones y se diferencian por una característica intrínseca de todas las partículas sub-atómicas: su momento angular. En español, el momento angular es la dirección de giro que tiene la partícula. Cuando se modela matemáticamente este giro, puede ser un número entero o medio entero. Un ejemplo de un número entero es 1, 2 o 3. Un medio entero es 1/2, 3/2, etc. Los giros de  un número completo son bosones y los medio enteros son fermiones.

Fermiones

El nombre de los fermiones viene de Enrico Fermi, un físico de principios del siglo pasado que categorizó las partículas sub-atómicas. Los fermiones se dividen en quarks y leptones. Los quarks que se conocen hasta ahora son el up quark, down quark, charm quark, strange quark, top quark y bottom quark. Estos seis pueden interactuar entre sí y resultan en protones, neutrones y otras partículas todavía no muy bien estudiadas. Los leptones, por su parte, son el electrón, el muon, el leptón Tau, el electrón neutrino, el muon neutrino y el tau neutrino.

Bosones

Los bosones son las partículas encargadas de cargar las fuerzas fundamentales. Los bosones elementales son los fotones, los bosones W y Z, el bosón de Higgs y los gluones. El fotón es la partícula encargada de la fuerza electromagnética, los bosones W y Z cargan la fuerza nuclear fuerte, los gluones la fuerza nuclear débil y finalmente el bosón de Higgs es la partícula responsable de que la materia tenga masa.

formula

Las interacciones de todas estas partículas son el tejido del universo como lo conocemos. Las disciplinas que estudian estas teorías son muy recientes y apenas conocemos la punta del iceberg. Todavía hay incógnitas en los modelos como la energía oscura, la partícula que carga la gravedad aún no se conoce y el muy reciente descubrimiento del bosón de Higgs. Si te interesa más el tema te recomiendo investigar acerca del CERN (Centro Europeo de Investigación Nuclear). Los dejo con una cita de uno de mis científicos favoritos: “Un físico no es más que un grupo de átomos intentando entenderse a sí mismos.” – Michio Kaku

Biografía

Mi nombre es Jorge Pérez. Soy ingeniero biomédico de formación y científico y emprendedor por vocación. Desde pequeño me ha apasionado la ciencia y la tecnología y hoy en día me dedico a emprender en ciencia. Soy director de innovación en inMateriis y socio fundador de Euphonia, iniciativas que nacen desde la ciencia aplicada a resolver problemas de todos los días. Me puedes seguir en @jorgenaitoh.

El microscopio es una columna dedicada a revisar una “laminilla” a la semana en donde intentaré proporcionarle al lector una divertida y fresca manera de aprender acerca de diversos temas de ciencia y tecnología.

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