EL MODELO ESTÁNDAR DE LA FÍSICA DE PARTÍCULAS: materia y antimateria

 Traza hipotética de un bosón de Higgs en una colisión entre dos protones.


Los fermiones son partículas reciben su nombre por Enrico Fermi, que junto a Openheimer, son considerados los padres de la bomba atómica (proyecto Manhattan).  Son los quarks y leptones.
El modelo estándar de la física de partículas es una teoría que describe las relaciones entre las interacciones fundamentales conocidas y las partículas elementales que componen toda la materia. Es una teoría desarrollada entre 1970 y 1973 que es consistente con la mecánica cuántica y la relatividad especial. 
Según el modelo estándar prácticamente toda la materia másica estable conocida está constituida por partículas que tienen una propiedad intrínseca llamada espín cuyo valor es 1/2. En los términos del modelo estándar todas las partículas de materia son fermiones.

p+: 2/3+2/3-1/3= +1
n: 2/3-1/3-1/3= 0
Aparte de sus antipartículas asociadas, el modelo estándar conjetura que existen doce tipos de partículas de materia, que combinadas forman todos los leptones y hadrones del universo. Seis de éstos se clasifican como quarks (up, down, strange, charm, top y bottom), y los otros seis como leptones (electrón, muon, tau, y sus neutrinos correspondientes).
En física de partículas, la antimateria es la extensión del concepto de antipartícula a la materia. Así, la antimateria es una forma de materia menos frecuente que está constituida por antipartículas en contraposición a la materia común que está compuesta departículas. Por ejemplo, un antielectrón (un electrón con carga positiva, también llamado positrón) y un antiprotón (un protón con carga negativa) podrían formar un átomo de antimateria, de la misma manera que un electrón y un protón forman un átomo de hidrógeno. El contacto entre materia y antimateria ocasiona su aniquilación mutua, esto no significa su destrucción, sino una transformación que da lugar a fotones de alta energía, que producen rayos gamma, y otros pares partícula-antipartícula.

La materia está formada por quarks y la antimateria por antiquarks.
La antipartícula del electrón (e-) es el positrón (e+), la del protón (p+) el antiprotón (p-) y la del neutrón (n), el antineutrón, también con carga neutra pero formado por dos antiquarks down y un antiquark up.
 La antimateria no puede ser preservada en un recipiente de materia ordinaria, porque al reaccionar con cualquier partícula de materia que toca, se aniquila a si misma. La antimateria es la sustancia más cara del mundo, con un costo estimado de unos 62.500 millones de USD el miligramo. La producción de antimateria, además de consumir enormes cantidades de energía, es muy poco eficiente, al igual que la capacidad de almacenamiento.
Si bien la antimateria está lejos de ser considerada una opción por su abrumador costo y las dificultades tecnológicas inherentes a su manipulación, las antipartículas sí están encontrando usos prácticos: la tomografía por emisión de positrones (TEP) es ya una realidad. También se investiga su uso en terapias contra el cáncer, ya que un estudio del CERN ha descubierto que los antiprotones son cuatro veces más efectivos que los protones en la destrucción de tejido canceroso,¹⁹ y se especula incluso con la idea de diseñar microscopios de antimateria, supuestamente más sensibles que los de materia ordinaria.
 Imagen cerebral obtenida por TEP.