¿De qué están hechas las cosas? I. La materia ordinaria.

Un buen comienzo para adquirir esa visión global de la ciencia de la que te hablaba en la entrada anterior es preguntarte algo básico: ¿de qué está hecha la materia que ves? ¿De qué estás hecho tú? ¿Y tu ropa? ¿Y el suelo? Como ya he mencionado, según vas profundizando –yendo hacia lo más pequeño-, vas atravesando las diferentes Ciencias Naturales: Biología, Geología, Química y, finalmente, en lo más diminuto, Física. Ya sabes que los seres vivos estamos compuestos de, por ejemplo, células. Incluso sabrás que los orgánulos de estas células están compuestos de moléculas que a su vez están formadas por átomos. Los objetos inertes también están formados por átomos. Pero, ¿y los átomos? ¿Y los protones? Seguramente ves por dónde voy. Lo importante –y algo que todo científico debería conocer- es dónde acaba la lista. Es decir, saber cuáles son las partículas fundamentales –que no están hechas por ninguna otra- que componen todo lo que hay en el mundo. Veamos la imagen completa de estos building blocks.

En la figura 1 puedes encontrar un esquema sencillo pero adecuado de la composición del universo; te animo a que lo incorpores a tu visión científica del mundo y lo vayas completando conforme continuas tus estudios.

En el universo podemos distinguir entre materia y energía. Sobre la energía hablaremos en una entrada posterior; en ésta nos centraremos en la materia. En ella podemos distinguir entre materia ordinaria y materia no ordinaria.

La materia ordinaria es aquella que está compuesta por moléculas, que a su vez están compuestas por átomos. Como ya sabes, los átomos están formados por otras partículas, electrones, protones y neutrones, y se clasifican en los llamados elementos químicos según el número de protones que tienen –lo que seguro que recuerdas que se denomina “número atómico”-. Lo importante para nosotros, sin embargo, es si estas partículas que forman el átomo están hechas de otras partículas aún más pequeñas. La respuesta la puedes encontrar ilustrada en la figura 2.

Como ves, el electrón es una partícula fundamental, es decir, no está compuesta por ninguna otra partícula. Sin embargo, el protón y el neutrón están compuestos por partículas más pequeñas aún que reciben el nombre de quarks. Existen varios tipos de quarks, pero en el protón y en el neutrón encontramos sólo dos tipos: el quark up (arriba) y el quark down (abajo). El quark up tiene carga +2/3, y el quark down tiene carga -1/3. Por eso, el protón, que está formado por dos quarks up y un quark down, tiene carga 2/3+2/3-1/3=1. De igual forma, el neutrón está formado por un quark up y dos quarks down, y por eso tiene carga 2/3-1/3-1/3=0. La conclusión que puedes extraer, pues, es: 

Sin embargo, debes entender que no todo el contenido de universo es materia ordinaria –en otras palabras: no todo está formado por átomos-. Es posible detectar una larga lista de partículas que no son el electrón, el quark up ni el quark down, ni ninguna combinación de ellos. Todas estas partículas son las que forman la materia no ordinaria que mencioné antes. Te contaré sobre ella en la siguiente entrada.