La introducción de varias partículas.

El primer nombre propio en física que terminó en "sub" fue probablemente "átomo". La etimología de átomo proviene del griego antiguo, que significa indivisible y representa la unidad más pequeña que constituye la materia.

Cabe destacar que los antiguos griegos también tenían el concepto de “molécula”, que se utilizaba para representar un pequeño grupo compuesto por varios átomos. Diferentes grupos de átomos corresponden a diferentes propiedades físicas. Esta idea de los antiguos griegos es casi idéntica a la de los físicos y químicos modernos.

Con el concepto de átomos, habrá muchos "sub" a continuación, como los fotones que representan la unidad más pequeña de luz, los electrones que representan la unidad más pequeña de electricidad, etc. Es cierto que después de los átomos, los fotones y los electrones son ampliamente estudiados y discutidos en física.

Inserte aquí el concepto de "cuántico". La tecnología cuántica fue propuesta por primera vez por Planck y se utiliza para representar la unidad más pequeña de energía luminosa hν. Ahora sabemos que hν es la energía del fotón.

Los átomos son eléctricamente neutros en su conjunto. Los electrones son componentes de los átomos y están cargados negativamente. Por lo tanto, en los átomos debe haber componentes cargados positivamente, es decir, protones, que estén cargados positivamente y tengan exactamente la misma carga que ellos. electrones Lo mismo. Pero la masa de un protón es casi 2.000 veces mayor que la de un electrón.

Los protones se encuentran en una zona muy pequeña en el centro del átomo, a la que llamamos núcleo. Además de los protones, también hay neutrones. Los neutrones y los protones tienen casi la misma masa, pero los neutrones no tienen carga. Los neutrones y los protones juntos forman el núcleo. Podrían ser varios protones y varios neutrones que juntos forman un núcleo.

Los neutrones son inestables. Los físicos descubrieron que los neutrones en el núcleo se descompondrán en protones y electrones y, en consecuencia, el número de protones en el núcleo será +1. Este proceso se llama desintegración beta, donde la partícula beta se refiere al electrón liberado del núcleo. Los físicos descubrieron que la energía parece no conservarse en la desintegración beta, lo que llevó a Pauli a especular que también existe una partícula neutra con masa casi nula que se lleva parte de la energía en la desintegración beta, es decir, los neutrinos.

Los físicos que estudiaban los rayos cósmicos descubrieron el positrón, una partícula con exactamente la misma masa y carga que un electrón, pero con carga opuesta. Los positrones se explican bien mediante la mecánica cuántica relativista de Dirac.

Los conceptos de bosones y fermiones fueron propuestos por los físicos al estudiar sistemas físicos compuestos por varias partículas. Según la mecánica cuántica, el mismo tipo de partículas microscópicas tienen exactamente la misma carga, masa, espín, etc. , son indistinguibles. Si intentamos distinguir las partículas microscópicas por "trayectorias", como las partículas clásicas, es una tarea imposible, porque en la mecánica cuántica existe un principio de incertidumbre posición-momento. Es imposible para nosotros determinar la posición y el momento de partículas microscópicas simultáneamente con una precisión infinita, lo que significa que no existen órbitas infinitamente finas. En principio, no podemos distinguir entre dos partículas microscópicas del mismo tipo.

Esto a su vez requiere una función de onda para describir el sistema de partículas, es decir, para el intercambio de dos partículas, la función de onda es simétrica o antisimétrica. Si la función de onda es simétrica, la partícula correspondiente es un bosón y viceversa.

Los bosones de las partículas anteriores son fotones, y el resto: electrones, positrones, protones, neutrones y neutrinos se llaman fermiones.

Cabe mencionar que ahora los físicos han propuesto el concepto de supersimetría, creyendo que cada partícula elemental como fermión tendrá un bosón supersimétrico correspondiente, y a cada bosón le corresponderá un fermión supersimétrico. Por ejemplo, la pareja supersimétrica de un electrón es un superelectrón, la pareja supersimétrica de un fotón es un fotón, y así sucesivamente.

Pero, lamentablemente, hasta el momento no hemos encontrado ninguna partícula supersimétrica.

Según el modelo estándar de física de partículas (en la foto), podemos clasificar las partículas por sus interacciones.

Los quarks participan en interacciones fuertes, que incluyen: U (superior), C (charm), T (superior), D (inferior), S (impar), B (inferior);

Las interacciones débiles son e (electrón), muón, tau, neutrino electrónico, neutrino muón, neutrino tau.

Estos son fermiones.

Los bosones de calibre son partículas medianas que transmiten interacciones: los gluones transmiten interacciones fuertes, los fotones transmiten interacciones electromagnéticas y los bosones Z y W+ transmiten interacciones débiles. Por supuesto, también podemos decir que los gravitones transmiten gravedad, pero la cuantificación de la gravedad aún no se ha completado y los gravitones aún no se han descubierto.

Por último, existe un bosón escalar, el bosón de Higgs, que explica por qué algunas partículas elementales tienen masa.