Universo en miniatura: Partículas subatómicas del átomo

¿De qué estamos hechos? Si miramos muy de cerca veremos que todo lo que nos rodea está formado por átomos. Pero la cosa no acaba ahí. Dentro de los átomos hay todo un mundo en miniatura lleno de partículas subatómicas. Estas partículas son los ladrillos con los que se construye el universo.

Las partículas subatómicas son tan pequeñas que cuesta imaginarlas. Para que te hagas una idea si un átomo fuera del tamaño de un campo de fútbol su núcleo sería como una pelota de ping-pong en el centro. Y las partículas subatómicas serían como motas de polvo flotando alrededor.

Protones y neutrones: el corazón del átomo

En el núcleo del átomo encontramos dos tipos de partículas: los protones y los neutrones. Los protones tienen carga positiva y los neutrones no tienen carga. Estas partículas son las que dan "peso" al átomo. Son el 'esqueleto' que mantiene todo en su sitio.

Los protones y neutrones no están solos en el núcleo. Están pegados entre sí por una fuerza llamada fuerza nuclear fuerte. Esta fuerza es la más potente que conocemos. Es tan fuerte que mantiene unido el núcleo a pesar de que los protones se repelen entre sí por tener la misma carga. Sin esta fuerza los átomos se desintegrarían y el universo tal como lo conocemos no existiría.

Electrones: los bailarines del átomo

Alrededor del núcleo giran los electrones. Estas partículas tienen carga negativa y son mucho más pequeñas y ligeras que los protones y neutrones. Los electrones no se están quietos. Se mueven constantemente alrededor del núcleo formando una especie de nube. Siempre están bailando una danza frenética.

Los electrones son los responsables de muchas de las propiedades químicas de los elementos. Son los que permiten que los átomos se unan entre sí para formar moléculas. También son los que hacen posible la electricidad. Cuando los electrones se mueven de un átomo a otro generamos corriente eléctrica. Así que la próxima vez que enciendas una bombilla piensa en todos esos pequeños electrones trabajando duro.

Quarks: los componentes misteriosos

Pero los protones y neutrones tampoco son las partículas más pequeñas que existen. Están formados por unas partículas aún más diminutas llamadas quarks. Hay seis tipos diferentes de quarks con nombres bastante curiosos: up, down, charm, strange top, y bottom.

Los quarks son partículas muy raras porque nunca se han visto sueltos en la naturaleza. Siempre van en grupos de tres (en los protones y neutrones) o en parejas (en otras partículas llamadas mesones). Los científicos creen que esto se debe a la fuerza nuclear fuerte que los mantiene unidos.

Leptones: la familia del electrón

Además de los quarks hay otro grupo de partículas llamadas leptones. El electrón es un tipo de leptón pero no es el único. Hay otros cinco tipos: el muón el tauón y tres tipos de neutrinos. Los neutrinos son partículas muy escurridizas. Casi no tienen masa y pueden atravesar la materia como si nada. En este momento hay billones de neutrinos pasando a través de tu cuerpo sin que te des cuenta.

Los leptones junto con los quarks forman lo que los científicos llaman partículas fundamentales. Se les llama así porque no se pueden dividir en partículas más pequeñas. Son como los átomos de la antigua Grecia que se creía que eran indivisibles. Aunque quién sabe tal vez algún día descubramos que hay algo aún más pequeño.

Bosones: los mensajeros de las fuerzas

Hasta ahora hemos hablado de las partículas que forman la materia. Pero hay otro tipo de partículas que son igual de importantes: los bosones. Estas partículas son las responsables de transmitir las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Son los mensajeros que llevan órdenes de una partícula a otra.

El bosón más famoso es el fotón que transmite la fuerza electromagnética. Es el responsable de la luz y de que los imanes se atraigan o se repelan. Otro bosón importante es el bosón de Higgs descubierto en 2012. Este bosón es el que da masa a otras partículas. Sin él todo sería energía pura volando por ahí a la velocidad de la luz.

Un mundo por descubrir

Con todas estas partículas podría parecer que ya lo sabemos todo sobre el mundo subatómico. Pero nada más lejos de la realidad. Los científicos siguen descubriendo nuevas partículas y fenómenos extraños.

Hay partículas que cambian de un tipo a otro como los neutrinos. Otras que aparecen y desaparecen en fracciones de segundo. E incluso partículas que podrían explicar la materia oscura ese misterioso material que forma gran parte del universo pero que no podemos ver.

El estudio de las partículas subatómicas nos ha llevado a desarrollar tecnologías increíbles. Los aceleradores de partículas como el Gran Colisionador de Hadrones nos permiten recrear las condiciones del universo primitivo. La física de partículas ha dado lugar a avances en medicina como la tomografía por emisión de positrones (PET). Y quién sabe qué otros descubrimientos nos esperan en el futuro.