Por: Alfonso Padilla Vivanco
El polímata griego Demócrito de Abdera (Circa 460-370 a. C.) es el primero en proponer la existencia de una partícula invisible e indivisible, que era la menor unidad de materia y que formaba parte de todas las cosas. A esta partícula, Demócrito le llamó: átomo. En su época, Demócrito investigó y enseñó en casi todas las áreas del conocimiento y escribió manuscritos sobre Matemáticas, Física, Geografía, Agricultura, Medicina, Música y Ética. Aunque ninguna de sus obras ha sobrevivido, impresionaron tanto a los autores griegos posteriores, quienes citaron sus tesis una y otra vez. Hay algo que todavía fascina hoy en día, que propuso Demócrito: toda la materia existente está formada por átomos. El concepto de materia de Demócrito todavía existe hoy día. El científico griego tomó esa idea del filósofo Leucipo, pero la desarrolló hasta convertirla en una teoría integral: según esto, los átomos son indivisibles, imperecederos y en cantidad infinita. Ellos mismos no tienen ninguna cualidad, como la de los elementos químicos, sino que sólo se diferencian en el tamaño y la forma, así como en la disposición y la posición. Según Demócrito, la materia visible se crea cuando estos átomos chocan, se entrelazan o se unen de uno u otro modo.
Demócrito no creía en el azar, sino en las leyes naturales, no preguntaba por la causa extramundana de las cosas ni por su finalidad, sino que intenta explicar la realidad de forma coherente. Y aunque sólo parte de suposiciones y no busca reconocer leyes mediante la observación de procesos individuales, como los investigadores actuales, está mucho más cerca de las ciencias naturales modernas que los pensadores griegos posteriores.
El concepto de partícula indivisible se ha retomado en el contexto del modelo estándar de las partículas elementales que componen la materia. Este es sin duda alguna, uno de los grandes logros científicos del siglo pasado. Con este modelo se puede describir la estructura más elemental de la materia y sus interacciones. El modelo estándar se basa en dos áreas de la física, la mecánica cuántica y la teoría especial de la relatividad. El modelo estándar de partículas elementales, describe las interacciones de tres de las cuatro fuerzas presentes en la naturaleza. Lamentablemente, la fuerza más familiar de las cuatro fuerzas conocidas por todo mundo, como es la gravitatoria, ha sido la más complicada de incluir en el modelo estándar, para poder así explicar su naturaleza.
Todo tipo de fuerza en la naturaleza, se puede incluir en alguna de las cuatro fuerzas fundamentales, a saber: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte o nuclear débil. Además de las fuerzas fundamentales, el modelo estándar asume que la materia está compuesta de ciertas partículas elementales. Este modelo ha clasificado a las partículas que componen la materia en dos grupos: quarks y
leptones. En el primer grupo, existen seis quarks y se han clasificado, de acuerdo con su masa y su carga, de la siguiente forma: u (up-arriba); d (down-abajo); c (charm-encanto); s (strange-extraño); t (top-cima); y b (bottom-fondo). Asimismo, los leptones has sido clasficados como: electrón; neutrino del electrón; muon (μ); neutrino del muon y Tau; neutrino del Tau. Esto cobra sentido si pensamos que los objetos que nos rodean, están formados de conjuntos de átomos o moléculas. Los núcleos de los átomos se componen de protones y neutrones. Y estos últimos, están formados de quarks. Leptón significa ligero, en griego, y contrariamente, la palabra barión significa pesado. Los protones y los neutrones son un tipo de bariones.
Existe en la naturaleza un tipo de partícula que es intermedia entre los bariones (pesados) y los leptones (ligeros), esta es el mesón. Esta última partícula junto con los bariones, forma otra clasificación, la que componen los hadrones. En el caso de los neutrones, estos se componen de quarks, dos de tipo d; y uno de tipo u. Mientras que los protones, se forman de dos quarks de tipo u y uno de tipo d. Los leptones y los quarks reqiuieren de fuerzas mediadoras para su interacción. Estas fuerzas o partículas mediadoras son: fotón (γ); gluon (g); fuerza débil (Z); y la fuerza débil (W). Los bosones W y Z son las partículas mediadoras de la interacción nuclear débil, una de las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza.
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