¿De qué están hechas las cosas? (III)

Llegado este punto debemos introducir un par de propiedades intrínsecas de las partículas subatómicas (además de la ya mencionada masa/energía): la carga eléctrica y el espín. Me reservo el derecho posterior a sacar a la palestra otras dos propiedades intrínsecas, a saber, la carga de color y el sabor.

-La carga eléctrica se manifiesta en interacciones entre partículas, pudiendo ser de dos tipos: positiva o negativa (estas denominaciones son totalmente arbitrarias). Las partículas elementales pueden no tener carga y las compuestas pueden tener una carga neta nula si sus componentes compensan las positivas y negativas.

-El espín de una partícula  es una propiedad que hace referencia a su momento cinético (angular) intrínseco. Es peligroso a niveles subatómicos imaginar las cosas de forma clásica (Newton patina estrepitosamente) pero podemos hacernos una imagen mental torpe si pensamos en que viene a ser la resistencia que ofrece la partícula a variar su velocidad angular (esto supone aceptar que la partícula esta rotando en torno a su eje y la mecánica cuántica no es amiga de las localizaciones espaciales).

En realidad el espín no tiene análogo clásico, pero es el que, de forma indirecta, divide el mundo subatómico en dos tipos de partículas: los fermiones y los bosones. Una partícula cualquiera es una cosa o la otra (no distingo aún lo que son partículas elementales).

El espín siempre tiene un valor que es múltiplo de ħ/2. (ħ, que se lee "hache barrada" y a veces se le llama constante de Dirac, es el valor de la constante universal de Planck, h, dividida por  2π). En la práctica se omite la ħ y se habla de espín 1/2, 1, 3/2, etc. Como ocurre con la carga eléctrica, las partículas pueden tener espín nulo.

Así tenemos dos clases de partículas:

-FERMIONES. Partículas que cumplen el llamado principio de exclusión de Pauli, que es un principio cuántico que impide que dos partículas compartan el mismo estado cuántico (concepto matemático abstracto donde los haya, en el que subyace toda la información). Por suerte hay una conexión con el espín que nos facilita el asunto: los fermiones tienen espín semientero.

-BOSONES. No cumplen el principio de exclusión, por lo que pueden estar sin problemas en el mismo estado cuántico. Son "gregarios" y tienen preferencia por estados colectivos construidos sobre la base de estados individuales idénticos (por el contrario los fermiones son "individualistas y asociales" y cuando construyen estados colectivos lo hacen a partir de estados individuales todos distintos). Tienen espín entero.

Esta división no distingue entre partículas elementales o compuestas. Hay fermiones, y bosones, simples y compuestos.

En las siguientes entradas me ceñiré a las partículas elementales (las que así consideramos bajo nuestro nivel de conocimientos actual) y quizás después hablemos de algunas compuestas, aunque sólo sea para enumerar unas cuantas.

Uf, creo que esto se va a hacer muy largo...

Buenas tardes desde Arcoíris.