Física de partículas
La física de partículas es una categoría de la física que estudia piezas realmente diminutas de cosas, conocidas como partículas. Estas partículas son las piezas realmente pequeñas que construyen el mundo que nos rodea. La mejor manera de describirlas es con el lenguaje de las matemáticas: el cálculo, el número imaginario y la teoría de grupos (que describe la simetría).
Fuerzas fundamentales
Las partículas pueden ser portadoras de fuerzas fundamentales. Por ejemplo, la fuerza electromagnética es transportada por los fotones. Las cuatro fuerzas fundamentales son responsables de casi todo en la física. Estas fuerzas fundamentales son la gravedad, el electromagnetismo, la interacción débil y la interacción fuerte.
El modelo estándar
Uno de los conceptos importantes de la física de partículas se llama Modelo Estándar. El Modelo Estándar es una teoría que intenta explicar las fuerzas fundamentales. El Modelo Estándar, combinado con la relatividad general, es actualmente la explicación más aceptada sobre el funcionamiento del universo.
Se sabe que el Modelo Estándar tiene problemas. Por ejemplo, explica muy bien tres de las cuatro fuerzas, pero no puede explicar la gravedad. Por eso es necesario incluir la relatividad general, una teoría diferente que explica de dónde viene la gravedad, para que los físicos puedan explicar el universo. Se está trabajando mucho para mejorar la teoría y/o encontrar una teoría mejor. Este trabajo suele llamarse física teórica de partículas porque se trata de construir mejores teorías de las partículas. Los físicos teóricos de partículas elaboran teorías para intentar mejorar el Modelo Estándar. Un ejemplo de esto es que hay muchas teorías que predicen partículas no descubiertas.
Colisionador
Los físicos descubren las partículas estudiando las colisiones entre diferentes partículas. Una buena analogía de cómo los físicos estudian las partículas a través de las colisiones es el ejemplo del accidente de coche. Imaginemos que una persona quiere ver el interior de los coches. Al chocar dos coches a gran velocidad, podemos separar los coches y ver su interior. Del mismo modo, los físicos chocan dos partículas para romperlas y estudiar su interior.
Si las partículas se mueven a velocidades muy altas, algunas de ellas se romperán al chocar. Cuando se rompen, crean nuevas partículas más pequeñas. Estas partículas son muy difíciles de encontrar y detectar porque decaen (se transforman en partículas más ligeras) muy rápidamente. La física de partículas moderna consiste en hacer colisionar partículas con mucha energía para crear otras nuevas dentro de un acelerador de partículas. Esto se llama física de alta energía, debido a la gran cantidad de energía necesaria.
Sin embargo, muchas partículas no se separan simplemente, como los electrones. Como no se rompe, el electrón se denomina partícula fundamental. Si se chocaran dos electrones superrápidos entre sí, no se romperían, sino que podrían crear más partículas a su alrededor sin romperse (es otra forma de desintegración, conocida como chorro de hadrones). El Modelo Estándar dice que hay 17 tipos de partículas fundamentales, pero en realidad hay el doble porque todas pueden crearse a partir de antimateria.
Aplicación
La física de partículas puede ayudarnos a conocer el universo primitivo, ya que se pueden crear condiciones similares a las del universo primitivo (que era un lugar mucho más energético que el actual) en un pequeño volumen de espacio mediante las colisiones de estas partículas. El mayor acelerador de partículas del mundo es el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, en Europa.
