Los 8 tipos de partículas subatómicas (y sus características) (2022)

El Universo es algo apasionante y a la vez increíblemente misterioso. Y nos solemos sentir abrumados por su inmensidad, el increíble número de galaxias o las distancias entre estrellas. Pero lo cierto es que, conforme avanza nuestro conocimiento en física cuántica, lo verdaderamente asombroso es lo pequeña que puede llegar a ser la naturaleza de las cosas.

Durante mucho tiempo creímos que los átomos eran las unidades más pequeñas de todo, pues se consideran indivisibles. Y no es de extrañar, pues un átomo es tan increíblemente pequeño que, en un milímetro, podrían alinearse unos 10 millones de ellos. Por si esto no sorprende, pensemos que un grano de arena está compuesto por más de 2 millones de millones de átomos.

Pero la física ha demostrado que la cosa no termina aquí. Imagina que este minúsculo átomo lo conviertes en algo del tamaño de un estadio de fútbol. Pues bien, en él habría unas partículas que, en comparación con este estadio, serían algo del tamaño de una cabeza de alfiler.

Estamos hablando de las partículas subatómicas, unas unidades de materia tan increíblemente pequeñas que las leyes de la física tradicionales no se cumplen en ellas, aunque se juntan para formar los átomos. En el artículo de hoy, además de intentar entender su naturaleza, veremos los principales tipos que existen.

  • Te recomendamos leer: “Los 19 niveles de organización de la materia”

¿Qué es una partícula subatómica?

Por partícula subatómica entendemos todas aquellas unidades indivisibles de materia que conforman los átomos de los elementos o que se encuentran libres permitiendo la interacción entre ellos. Todas ellas constituyen el nivel subatómico de la materia, que es el nivel de organización más bajo que existe.

Esto significa que, por ahora, no se ha descubierto nada más pequeño. Es decir, si bien siempre podemos tirar hacia atrás (nosotros estamos formados por tejidos, que están formados por células, las cuales están compuestas de moléculas, las cuales son agregaciones de átomos, que, a su vez, surgen de la unión de partículas subatómicas) para encontrar algo, con las partículas subatómicas esto no sucede.

Por simple deducción, vemos, pues, que absolutamente todo lo que hay en el Universo, desde nosotros mismos hasta las estrellas, pasando por las rocas, los planetas, las galaxias, etc, nace de la unión de distintas partículas subatómicas.

Como venimos diciendo, un átomo ya es algo increíblemente pequeño, pues un átomo estándar (dependiendo del elemento en cuestión será más o menos grande), tiene un tamaño de unos 0’32 nanómetros. Algo realmente minúsculo. Pero es que las partículas subatómicas tienen tamaños de 0’000000000000000000001 metros. Nuestro cerebro, simplemente, es incapaz de imaginarlo. Recordemos la analogía del estadio.

(Video) Las PARTÍCULAS SUBATÓMICAS y los átomos: cuáles son y sus características

Este “mundo” es tan extremadamente pequeño que las leyes de la física que todos conocemos no se cumplen. De ahí que haya sido necesario el desarrollo de la física cuántica, la cual estudia los procesos que ocurren en este nivel subatómico de la materia.

Pese a ello, es bien sabido que la clave para entender el origen del Universo y todo lo que sucede en los otros niveles de la materia está en comprender la naturaleza de las partículas subatómicas. Y el gran objetivo de los físicos es encontrar una teoría que una el mundo cuántico con el de la relatividad general (todo aquello más allá del mundo atómico), la conocida como “Teoría del Todo”. Pero por ahora, a pesar de que están avanzando y haciendo progresos (la Teoría de cuerdas es una de las que está ganando más fuerza), los dos mundos están inconexos.

Los 8 tipos de partículas subatómicas (y sus características) (1)Los 8 tipos de partículas subatómicas (y sus características) (2)

¿Qué partículas subatómicas conocemos?

Es importante decir “conocemos” y no “existen” porque los físicos continúan descubriendo nuevas a día de hoy. Las partículas subatómicas las descubrimos gracias a los aceleradores de partículas, que hacen chocar átomos entre sí a velocidades casi iguales a la de la luz (300.000 kilómetros por segundo) a la espera de que se descompongan en estas partículas subatómicas.

Gracias a ellos, hemos descubierto decenas de partículas subatómicas, pero se estima que nos podrían faltar cientos por descubrir. Las tradicionales son el protón, el neutrón y el electrón, pero conforme hemos ido avanzando, hemos descubierto que estas están formadas, a su vez, por otras partículas subatómicas más pequeñas.

Por ello, la clasificación se hace de acuerdo a si son partículas subatómicas compuestas (formadas por la unión de otras partículas subatómicas) o elementales (no están formadas por la unión de nada). Veámoslas.

Partículas subatómicas compuestas

Como hemos dicho, las partículas compuestas son las entidades subatómicas que fueron descubiertas primero. Y durante mucho tiempo (no fue hasta mediados del siglo XX que se teorizó la existencia de otras) se creyó que eran las únicas. Sea como sea, estas partículas subatómicas están formadas por la unión de las partículas elementales que veremos en el siguiente punto.

1. Protón

Como bien sabemos, un átomo está formado por un núcleo de protones y neutrones y una órbita de electrones que giran a su alrededor. El protón es una partícula subatómica con carga eléctrica positiva muchísimo más grande que el electrón. De hecho, tiene una masa 2.000 veces mayor.

(Video) 1.4 Partículas subatómicas

Cabe destacar que la cantidad de protones es lo que determina el elemento químico. Así, un átomo de hidrógeno es aquel que tiene siempre un protón. Uno de oxígeno, ocho. Uno de hierro, 26. Y así sucesivamente.

Está unido por unas fuerzas increíblemente grandes con los neutrones. De hecho, cuando se rompen, se libera una energía millones de veces mayor a la de la combustión de la gasolina. Estamos hablando de la energía nuclear, cuya base es separar los protones de los neutrones.

2. Neutrón

El neutrón es la partícula subatómica que, junto a los protones, conforma el núcleo de un átomo. Tiene una masa muy similar a la del protón, aunque en este caso no tiene carga eléctrica. El número de neutrones en el núcleo no determina (como sí lo hacían los protones) el elemento, pero sí que determina el isótopo, que es una variante más o menos estable de un elemento que ha perdido o ganado neutrones.

La energía nuclear se basa en bombardear con neutrones a los átomos de plutonio (o uranio) para que su núcleo se rompa y se libere la energía, tal y como hemos explicado antes.

  • Para saber más: “Los 21 tipos de energía (y sus características)”

3. Hadrón

El hadrón es una partícula subatómica compuesta de quarks, unas partículas elementales que veremos más adelante. Para no entrar en terrenos demasiado complejos, quedémonos con la idea de que estas partículas mantienen los quarks unidos gracias a una interacción nuclear muy fuerte.

El Gran Colisionador de Hadrones, inaugurado en el año 2008 cerca de Ginebra, es el acelerador de partículas más grande y, de hecho, la máquina más grande construida jamás por el ser humano. En él, se hacen colisionar hadrones a velocidades cercanas a la de la luz, a la espera de detectar partículas subatómicas que expliquen las leyes del Universo. Gracias a él se confirmó la existencia del famoso Bosón de Higgs, el cual veremos más adelante.

Los 8 tipos de partículas subatómicas (y sus características) (3)Los 8 tipos de partículas subatómicas (y sus características) (4)

Partículas subatómicas elementales

Las partículas elementales son aquellas que no se forman por la unión de varias partículas subatómicas. Son lo que tradicionalmente conocemos simplemente como “partículas subatómicas”. Veámoslas.

(Video) Partículas Subatómicas

4. Electrón

El electrón ya es una partícula subatómica como tal, pues esta puede existir independientemente del átomo y, además, no está formado por la unión de otras partículas. Se trata de una partícula 2.000 veces más pequeña que un protón y tiene carga eléctrica negativa. De hecho, es la unidad cargada eléctricamente más pequeña de la naturaleza.

Está separado del núcleo pero orbita a su alrededor debido a la atracción eléctrica con el núcleo (que tiene carga positiva), por lo que son imprescindibles para establecer enlaces químicos con otros átomos.

Una de las cosas por las que decimos que, a este nivel, las cosas no funcionan como en nuestro “mundo” es porque los electrones muestran un comportamiento dual. Si los observamos, vemos que se comportan como una onda y como una partícula a la vez. Esto, que no tiene sentido alguno desde nuestra perspectiva, está siendo estudiado por la física cuántica.

Cabe destacar que el electrón es un tipo de leptón, que es una familia de partículas subatómicas entre las que se encuentra este electrón pero también las partículas conocidas como muon (similar al electrón pero 200 veces mayor) y tau (el doble de grande que un protón pero con una vida de apenas la trillónesima parte de un segundo).

5. Quark

Los quarks son los constituyentes de los protones y de los neutrones. A día de hoy, se conocen 6 partículas subatómicas de este tipo, pero ninguna de ellas parece existir independientemente fuera del átomo. Es decir, los quarks siempre se encuentran formando los protones y los neutrones.

Estas dos partículas subatómicas, pues, existen en función del tipo de quark que la constituya. En otras palabras, que se forme un elemento químico u otro depende de cómo se organicen estos 6 tipos de quarks. Su existencia se demostró en los años 60.

6. Bosón

Un bosón es una partícula subatómica que explica la naturaleza de todas las interacciones fundamentales que existen en el Universo, excepto la gravedad. Son unas partículas que, de algún modo, transmiten las fuerzas de interacción entre el resto de partículas. Son partículas portadoras de las fuerzas que mantienen unidos los protones y los neutrones, la fuerza electromagnética (que une los electrones al núcleo para que orbiten) y las radiaciones.

(Video) El átomo y sus partículas subatómicas | Número atómico | Protones, Neutrones y Electrones | examUNAM

Los fotones, que son las partículas de la luz, son un tipo de bosones. El bosón de Higgs es un tipo de partícula subatómica cuya existencia se demostró en el año 2012 y que permitió encontrar, por fin, la partícula elemental que daba lugar a la masa de todas las otras partículas. Esto hizo que, por ahora, lo único que nos quede por encontrar es la partícula responsable de las interacciones de gravedad.

  • Te recomendamos leer: “Los 10 materiales y objetos más densos del Universo”

7. Neutrino

El neutrino es una partícula subatómica sin carga eléctrica y una masa tan increíblemente pequeña que se considera nula, lo que hace que sea increíblemente difícil de detectar, aunque se consiguió en los años 50. Cada segundo, 68 millones de millones de neutrinos atraviesan cada centímetro cuadrado de nuestro cuerpo y de la Tierra.

Esto significa que los neutrinos atraviesan materia (incluso un muro de hormigón) sin chocar con nada, como la luz que pasa por un cristal. Esta masa tan pequeña (antes se creía que eran partículas sin masa, pero hoy sabemos que esto no es así) hace que puedan viajar prácticamente a la velocidad de la luz.

Se cree que los neutrinos se forman en las reacciones nucleares del núcleo de las estrellas y, por lo difícil que es su detección, son conocidos como “las partículas fantasma”.

Los 8 tipos de partículas subatómicas (y sus características) (5)Los 8 tipos de partículas subatómicas (y sus características) (6)

8. Gravitón

Como venimos diciendo, la gravedad es la única fuerza del Universo que, por ahora, no puede explicarse desde la física cuántica. La masa, la fuerza nuclear, el electromagnetismo… Todo ya ha sido comprendido mediante partículas que transmiten estas fuerzas, como es el caso del Bosón de Higgs, responsable de la masa de la materia.

Pero la gravedad sigue siendo la gran incógnita. ¿Qué partícula transmite la atracción gravitatoria entre galaxias separadas por millones de años luz? Entre todos los objetos, desde los planetas hasta las estrellas, pasando por los agujeros negros o las galaxias (y, en general, todos los cuerpos con masa, incluidos nosotros), debe haber algo que transmita la gravedad.

Por ello, los físicos cuánticos van en búsqueda de lo que ya han bautizado como gravitón, una partícula subatómica que explique el fenómeno de la gravedad igual que el Bosón de Higgs, cuya existencia se propuso en los años 60 pero no se confirmó hasta el 2012, explicó la gravedad. De todos modos, la existencia de este hipotético gravitón no se ha confirmado. Cuando se haga, estaremos mucho más cerca de conseguir la unión entre la física cuántica y la relatividad general.

(Video) Partículas subatómicas

  • Te recomendamos leer: “Albert Einstein: biografía y resumen de sus aportes a la ciencia”

FAQs

Los 8 tipos de partículas subatómicas (y sus características)? ›

Partículas subatómicas elementales
  • Electrón. El electrón ya es una partícula subatómica como tal, pues esta puede existir independientemente del átomo y, además, no está formado por la unión de otras partículas. ...
  • Quark. Los quarks son los constituyentes de los protones y de los neutrones. ...
  • Bosón. ...
  • Neutrino. ...
  • Gravitón.

¿Cuáles son las partículas subatómicas y sus características? ›

Los átomos están formados por tres tipos de partículas subatómicas: los protones, los neutrones y los electrones. Las partículas subatómicas se caracterizan básicamente por su masa y por su carga: Cada átomo está formado por: un núcleo formado por protones y neutrones.

¿Cuántos tipos de partículas subatómicas existen y cómo se clasifican? ›

Los primeros modelos atómicos consideraban básicamente tres tipos de partículas subatómicas: protones, electrones y neutrones. Más adelante el descubrimiento de la estructura interna de protones y neutrones, reveló que estas eran partículas compuestas.

¿Cuántas partículas subatómicas existen? ›

Las tres partículas elementales que forman parte del átomo son: el electrón, el protón y el neutrón.

¿Cuáles son los tipos de partículas? ›

Hay dos clases de partículas: fermiones y bosones. Los fermiones forman la masa de la materia. Los bosones se encargan de aplicar a esa masa las cuatro fuerzas fundamentales: electromagnetismo, fuerza nuclear fuerte, fuerza nuclear débil y fuerza de la gravedad.

¿Cuáles son las 12 partículas subatómicas? ›

existencia son:
  • Bosón.
  • Positrón.
  • Electrón.
  • Protón.
  • Fermión.
  • Neutrino.
  • Hadrón.
  • Neutrón.

¿Cuáles son las partículas subatómicas ejemplos? ›

Partículas subatómicas elementales
  • Electrón. El electrón ya es una partícula subatómica como tal, pues esta puede existir independientemente del átomo y, además, no está formado por la unión de otras partículas. ...
  • Quark. Los quarks son los constituyentes de los protones y de los neutrones. ...
  • Bosón. ...
  • Neutrino. ...
  • Gravitón.

¿Cuáles son las partículas subatómicas y sus respectivas cargas? ›

Protón—positiva; electrón—negativa; neutrón—sin carga. La carga del protón y del electrón son exactamente del mismo tamaño, pero opuestas. La misma cantidad de protones y electrones se cancelan exactamente entre sí en un átomo neutro.

¿Cuál es la importancia de las partículas subatómicas? ›

Una partícula subatómica es una partícula más pequeña que el átomo. Puede ser una partícula elemental o una compuesta. La física de partículas y la física nuclear se ocupan del estudio de estas partículas, sus interacciones y de la materia que las forma y que no se agrega en los átomos.

¿Cuáles son las 28 partículas subatómicas? ›

Cuadro resumen de las partículas subatómicas
Carga eléctricaMasa
Electrón-1.6 X 10-190.00055
Protón1.6 X 10-191.00727
Neutrón01.00866
1 more row

¿Cuál es el orden de las partículas subatómicas? ›

Cronología de los descubrimiento de partículas subatómicas
AñoPartículaDescubridor
1911Núcleo atómicoErnest Rutherford
1919ProtónErnest Rutherford
1931DeuterioDescubierto por Harold Urey​​ (predicho por Rutherford in 1920)​
1932NeutrónJames Chadwick
27 more rows

¿Cuáles son las 17 partículas elementales? ›

El modelo estándar comprende 17 ti- pos de partículas fundamentales de los cuales 6 son quarks (arriba, abajo, encanto, extraño, cima y fondo), 6 leptones (electrón, muón, tauón, neutrino electrónico, neutrino muónico y neutrino tauónico), cuatro bosones de gauge (fotón, bosón Z, bosón W, gluón) y el bosón de Higgs.

¿Cuál es la partícula más pequeña del Universo? ›

Los quarks son ciertamente unas de las partículas más pequeñas del universo. Son elementales, indivisibles y no se pueden romper en piezas menores. De hecho, se las considera puntuales como el electrón, el fotón, el gluón y el neutrino, entre otras que conforman el modelo estándar de la física de partículas.

¿Cuál es el símbolo de las partículas subatómicas? ›

3.7 Tabla de partículas
PartículaSímbolocarga
electrón-e
positrón+e
protónp+e
neutrónn0
2 more rows

¿Quién descubrió las partículas subatómicas? ›

Cada 30 de abril celebramos el aniversario del descubrimiento de la primera partícula subatómica: el electrón, un logro que las enciclopedias atribuyen al inglés Joseph John Thomson en 1897.

¿Cómo se llama la partícula subatómica sin carga? ›

El neutrón es una partícula subatómica, un nucleón, sin carga neta, presente en el núcleo atómico de prácticamente todos los átomos, excepto el protio. Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está compuesto por tres partículas elementales cargadas llamadas quarks, cuyas cargas sumadas son cero.

¿Cómo y quién descubrió cada partícula subatómica? ›

El denominado "electrón" fue la primera partícula subatómica que se descubrió. Posteriormente, Thomson obtuvo un Premio Nobel por su investigación sobre la electricidad en gases. Manchester, 1911: Ernest Rutherford y su equipo descubrieron otra partícula subatómica, luego llamada "núcleo".

¿Qué elemento tiene 8 protones 9 neutrones y 10 electrones? ›

El O-2 es un átomo de Oxígeno con 8 protones, 8 neutrones y 10 electrones. Los iones buscan interaccionar con iones de signo contrario para equilibrarse, y por eso se dice que son muy reactivos. Si lo que modificamos es el número de protones, el átomo se transforma en otro elemento.

¿Cómo se clasifican los modelos atomicos? ›

Modelo atómico de Dalton (1803 d.C.) Modelo atómico de Lewis (1902 d.C.) Modelo atómico de Thomson (1904 d.C.) Modelo atómico de Rutherford (1911 d.C.)

¿Qué son los hadrones y cómo se clasifican? ›

Un hadrón (del griego ἁδρός, hadrós, "denso" o "fuerte") es una partícula subatómica formada por quarks que permanecen unidos debido a la interacción nuclear fuerte entre ellos. Antes de la postulación del modelo de quarks se definía a los hadrones como aquellas partículas que eran sensibles a la interacción fuerte.

¿Cómo se llama la partícula subatómica sin carga? ›

El neutrón es una partícula subatómica, un nucleón, sin carga neta, presente en el núcleo atómico de prácticamente todos los átomos, excepto el protio. Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está compuesto por tres partículas elementales cargadas llamadas quarks, cuyas cargas sumadas son cero.

¿Cuáles son los 7 modelos atómicos? ›

6. Modelo atómico actual (1926)
  • Modelo atómico de Demócrito.
  • Modelo atómico de Dalton.
  • Modelo atómico de Thomson.
  • Modelo atómico de Nagaoka.
  • Modelo atómico de Rutherford.
  • Modelo atómico de Bohr.
  • Modelo atómico de Sommerfeld.
  • Modelo atómico de Schrödinger.
Aug 15, 2021

¿Cuáles son los 4 tipos de átomos? ›

La mayoría de los átomos tienen estos tres tipos de partículas subatómicas, protones, electrones y neutrones. El hidrógeno (H) es una excepción porque generalmente tiene un protón y un electrón pero carece de neutrones.

¿Dónde están los quarks? ›

Propiedades. Los cuarks no se encuentran libres en la naturaleza sino que se agrupan formando hadrones. Estos se dividen en dos tipos: Mesones: bosones formados por un cuark y un anticuark (piones, kaones,...)

¿Cuáles son los 6 tipos de leptones? ›

Los leptones incluyen 6 clases de partículas: electrones, mu, tau y sus respectivos neutrinos. Los hadrones se dividen a su vez en bariones (formados por tres quarks) y los mesones (formados por 2 quarks). Los protones y neutrones se incluyen en el grupo de los bariones.

¿Cuántos quarks tiene un mesón? ›

Como un mesón está compuesto por dos quarks con s = 1/2 el espín total puede solo ser S = 1 (espines paralelos) o S = 0 (espines anti-paralelos). El número cuántico orbital L se debe a la revolución de un quark sobre otro.

¿Cuál es la partícula más pequeña del universo? ›

Los quarks son ciertamente unas de las partículas más pequeñas del universo. Son elementales, indivisibles y no se pueden romper en piezas menores. De hecho, se las considera puntuales como el electrón, el fotón, el gluón y el neutrino, entre otras que conforman el modelo estándar de la física de partículas.

¿Dónde se ubican partículas subatómicas? ›

Una partícula subatómica es una partícula más pequeña que el átomo. Algunas partículas subatómicas pueden formar parte de la estructura atómica. Todos los elementos químicos de la tabla periódica están formados por la diferente composición de tres partículas subatómicas: el neutrón, el protón y el electrón.

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Author: Fr. Dewey Fisher

Last Updated: 06/27/2022

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