Las partículas subatómicas: ladrillos del Universo

Todo lo que hay son partículas subatómicas y cuatro fuerzas.

Toda la materia se conforma de átomos, y los átomos, de núcleos y electrones que giran alrededor.

Los núcleos están hechos de protones y neutrones.

Los protones y neutrones están hechos de quarks.
Hay quarks arriba y quarks abajo. Por lo tanto todos los átomos están hechos de quarks arriba, quarks abajo y electrones.

Los ingredientes o ladrillos básicos de la materia son seis clases de quarks, y seis clases de leptones, en las que se incluyen los electrones.
Estos 12 ingredientes cósmicos (6 quarks y 6 leptones) se relacionan mediante 4 fuerzas fundamentales:
- la fuerza fuerte, responsable de mantener unidos a los quarks para formar protones, neutrones y núcleos atómicos;
- la fuerza electromagnética, que une a los núcleos con electrones para formar átomos;
- la fuerza débil, involucrada con algunos procesos de radiactividad,

- y la fuerza de gravedad, responsable de las grandes aglomeraciones de materia que explican la estructura del Universo a partir de las escalas planetarias.

Las tres primeras fuerzas (Fuerte, Electromagnética y Débil) se originan microscópicamente del intercambio de partículas que actúan como mensajeras de la fuerza en cuestión, y que se conocen como gluones, fotones y bosones W y Z.

Las propiedades y el comportamiento de estos objetos se resumen en el llamado Modelo Estándar de la Física de Partículas, que incluye a la teoría conocida como Cromodinámica Cuántica (QCD, por sus siglas en inglés), que describe a la Fuerza Fuerte con un conjunto de leyes que combinan a las Fuerzas Electromagnética y Débil.

Aunque el Modelo Estándar ha tenido un gran éxito en el plano experimental, deja interrogantes abiertos, especialmente la descripción a nivel microscópico de la cuarta fuerza, la de Gravedad, así como la identificación de la materia y la energía oscuras que, estiman los especialistas, juntas representan el 95% del contenido energético del Universo.

La Universidad de Princeton reune el grupo de estudio más grande del mundo en asuntos de frontera de la Física Teórica mundial.