Fisica - ¿Que son los Leptones? - Resumen Corto

Los Leptones

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Los leptones ( griego λεπτός  - luz) son partículas fundamentales con un giro de medio entero , que no participan en una interacción fuerte . Junto con los quarks y los bosones medidores, los leptones forman parte integral del Modelo Estándar.

• El modelo estándar  es una construcción teórica en física de partículas elementales, que describe las interacciones electromagnéticas, débiles y fuertes de todas las partículas elementales. El modelo estándar no es la teoría de todo, ya que no describe la materia oscura, la energía oscura y no incluye la gravedad. La confirmación experimental de la existencia de bosones de vectores intermedios a mediados de los 80 completó la construcción del Modelo Estándar y su adopción como el principal. La necesidad de una ligera expansión del modelo surgió en 2002 después del descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos, y la confirmación de la existencia del bosón de Higgs en 2012 completó el descubrimiento experimental de las partículas elementales predichas por el Modelo Estándar.

El nombre "lepton" fue propuesto por L. Rosenfeld (por sugerencia de K. Möller ) en 1948  y reflejó el hecho de que todos los leptones conocidos en ese momento eran mucho más ligeros que las partículas pesadas que pertenecen a la clase de bariones ( βαρύς  es pesado). Ahora, la etimología del término ya no es totalmente coherente con el estado real de las cosas, ya que el leptón tau descubierto en 1977 es aproximadamente dos veces más pesado que los bariones más ligeros ( protón y neutrón ).

Todos los leptones son fermiones , es decir, su giro es 1/2. Los leptones, junto con los quarks (que participan en las cuatro interacciones , incluida la fuerte) forman la clase de fermiones fundamentales  : las partículas que componen la sustancia y que, hasta donde se sabe, carecen de una estructura interna.

A pesar de que hasta el momento no se han encontrado indicios experimentales de la estructura inexacta de los leptones, se intenta construir teorías en las que los leptones (y otro grupo de fermiones fundamentales  : los quarks) serían objetos compuestos. El nombre de trabajo para las partículas hipotéticas que forman quarks y leptones es preones .

Hipotéticos supercompañeros de leptones - bosones de sleptones .

Generaciones de leptones
Hay tres generaciones de leptones:

1. primera generación: electrón , neutrino electrónico
2. segunda generación: muon , muon neutrino
3. tercera generación: tau lepton , tau neutrino (más antipartículas correspondientes ).

Por lo tanto, un leptón con carga negativa (con una carga de -1 e ), un antileptón con carga positiva (con una carga de +1 e ), y los neutrinos y antineutrinos neutros entran en cada generación . Todos ellos tienen una masa distinta de cero , aunque la masa de neutrinos es muy pequeña en comparación con las masas de otras partículas elementales (menos de 1 electrón- voltios para un neutrino de electrones).

De los leptones cargados, solo el más ligero de ellos es estable: el electrón (y su antipartícula, el positrón ). Los leptones cargados más pesados ​​se descomponen en otros más ligeros. Por ejemplo, un muón negativo se desintegra en un electrón, un antineutrino electrónico y un neutrino muón (se puede ver que tanto el número de leptones totales como los del sabor se conservan en este proceso) con una vida útil de aproximadamente 2 μs . El tau lepton (vida útil de aproximadamente 3⋅10 −13 s ) puede descomponerse con la liberación no solo de leptones, sino también de hadrones ligeros ( kaons y piones ). No se detectó descomposición de neutrinos; actualmente se consideran estables.

• Un fermión  es una partícula o cuasipartícula con un valor de giro de medio entero. Todas las partículas se pueden dividir en dos grupos según el valor de su giro: las partículas con un giro completo pertenecen a los bosones, con medio entero, a fermiones.
• Quark  es una partícula fundamental en el Modelo Estándar, que tiene una carga eléctrica que es un múltiplo de e / 3 y no se observa en estado libre, pero es parte de los hadrones. Los Quarks no tienen estructura, partículas puntuales; esto se verificó hasta una escala de aproximadamente 10 −16 cm, que es aproximadamente mil veces más pequeña que el tamaño del protón.
• Los bariones  son una familia de partículas elementales: fermiones que interactúan fuertemente, que consta de tres quarks. En 2015, también se demostró la existencia de partículas similares de 5 quarks, llamadas pentaquarks.
• Los bosones medidores  son bosones que actúan como portadores de interacciones fundamentales . Más precisamente, las partículas elementales , cuyas interacciones son descritas por la teoría del calibre , actúan entre sí a través del intercambio de bosones del calibre, generalmente como partículas virtuales. 
• El electrón  es una partícula elemental estable cargada negativamente. Se considera fundamental y es una de las principales unidades estructurales de la materia. Se clasifica como fermión y leptón. El único leptón cargado conocido que es estable. Los electrones forman las capas electrónicas de los átomos, cuya estructura determina la mayoría de las propiedades ópticas, eléctricas, magnéticas, mecánicas y químicas de la materia. El movimiento de electrones provoca el flujo de corriente eléctrica en muchos conductores. En un sistema racional de unidades, la longitud de onda de Compton de un electrón es una unidad de longitud, y la masa de un electrón es una unidad de masa.
• Un neutrino electrónico  es una partícula elemental, que es uno de los tres tipos de neutrinos. Junto con el electrón, es la primera generación de leptones. 
• Tau lepton , taon  - una partícula elemental inestable con una carga eléctrica negativa y spin ½. En el modelo estándar, la física de partículas se clasifica como parte de una familia de fermiones de leptones. Como todas las partículas fundamentales, un tau lepton tiene una antipartícula con una carga del signo opuesto, pero con igual masa y espín: antitau lepton ( antitaon ). Junto con él, así como los tau-neutrinos y antineutrinos, tau-lepton es la tercera generación de leptones. 
• El neutrino Tau  es una partícula elemental, que es uno de los tres tipos de neutrinos, es decir, un leptón neutro. Junto con el tau lepton (taon), el tau neutrino constituye la tercera generación de leptones. El neutrino Tau es el último leptón abierto, y una de las últimas partículas descubiertas, predicho por el Modelo Estándar.  
• Una antipartícula  es una partícula doble de alguna otra partícula elemental, que tiene la misma masa y el mismo giro, difiere de ella en los signos de todas las demás características de interacción.

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Bibliografia:

Enciclopedia Moderna, Enciclopedia Britanica® 2011

Nueva Enciclopedia Tematica Grolier 2012

Enciclopedia Microsoft® Encarta® 2009.
https://www.ecured.cu 

www.wikipedia.org

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