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Modelo estándar de física de partículas

El modelo estándar, es la combinación de dos teorías de física de partículas en un solo marco para describir todas las interacciones de partículas subatómicas, excepto las debidas a la gravedad. 

Los dos componentes del modelo estándar son la teoría electrodébil, que describe las interacciones a través de las fuerzas electromagnéticas y débiles, cromodinámica cuántica, y la teoría de la fuerza nuclear fuerte. Ambas teorías son teorías de campo de gauge (o teoría de "recalibración" o teoría de "calibres"), que describen las interacciones entre partículas en términos del intercambio de partículas intermedias "mensajeras" que tienen una unidad de momento angular intrínseco, o espín.

El modelo estándar incluye las partículas de materia (quarks y leptones), las partículas portadoras de fuerza (bosones) y el bosón de Higgs.

Además de estas partículas portadoras de fuerza, el modelo estándar abarca dos familias de partículas subatómicas que acumulan materia, y que tienen espines de media unidad. Estas partículas son los quarks y los leptones, y además, hay seis variedades o "sabores" de cada uno, relacionados en pares en tres "generaciones" de masa creciente. 

La materia cotidiana se construye a partir de los miembros de la generación más ligera: los quarks "up" y "down" que forman los protones, neutrones de los núcleos atómicos, el electrón que orbita dentro de los átomos y participa en la unión de los átomos para formar moléculas y estructuras más complejas, y además, forman el electrón-neutrino que juega un papel en la radiactividad y por tanto influye en la estabilidad de la materia. 

Se han descubierto otros tipos más pesados ​​de quarks y leptones en estudios de interacciones de partículas de alta energía, tanto en laboratorios científicos con aceleradores de partículas, como en las reacciones naturales de partículas de rayos cósmicos de alta energía en la atmósfera.

El modelo estándar ha demostrado ser un marco de gran éxito para predecir las interacciones de quarks y leptones con gran precisión. Sin embargo, tiene una serie de debilidades que llevan a los físicos a buscar una teoría más completa de las partículas subatómicas y sus interacciones. El modelo estándar actual, por ejemplo, no puede explicar por qué hay tres generaciones de quarks y leptones. No hace predicciones de las masas de los quarks y los leptones ni de la fuerza de las diversas interacciones. Los físicos esperan que, al sondear el modelo estándar en detalle y realizar mediciones muy precisas, descubrirán alguna forma en la que el modelo comience a fallar y, por lo tanto, encuentren una teoría más completa. Esto puede resultar ser lo que se conoce como Gran Teoría Unificada, que utiliza una única estructura teórica para describir las fuerzas fuertes, débiles y electromagnéticas.

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