Los átomos son, como tú dices, los bloques de construcción de todo. Una especie de Son la unidad más pequeña de material indivisible que tiene propiedades químicamente relevantes, pero pueden descomponerse aún más: dentro del átomo hay una nube de electrones, donde los electrones rodean el núcleo, y un núcleo donde los protones y los neutrones forman el centro hiperdenso del átomo.
Hay fuerzas fundamentales en el trabajo aquí. Los electrones y los protones son atraídos entre sí por la fuerza electromagnética, y aunque esta fuerza es cero (neta) fuera del átomo, si es neutra en cuanto a la carga, la fuerza sigue incorporada por su partícula portadora , el fotón. Estos fotones se intercambian entre los electrones y los protones, y se intercambian de forma repulsiva entre los electrones entre sí, y los protones entre sí.
Los electrones en sí son fundamentales, pero los protones y los neutrones no lo son. Están compuestos por quarks, y estos quarks se mantienen unidos por la fuerza nuclear fuerte . Esta es la misma fuerza que permite a los protones superar su repulsión mutua en el núcleo de un átomo. La fuerza fuerte está mediada por los gluones , y mientras que normalmente no se extienden más allá del núcleo (su vida es demasiado corta para permitirles ir más lejos) jugarán un pequeño papel más adelante.
Cualquier tipo de partícula que se desintegra es capaz de interactuar a través de la fuerza nuclear débil , que tiene los bosones W y Z que llevan su influencia. El carbono-14, por ejemplo, convierte un neutrón en un protón para convertirse en nitrógeno-14. Lo hace porque la fuerza nuclear permite el cambio de sabor de uno de los quarks de carbono-14; En el proceso, un electrón y un antineutrino se forman y se emiten.
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Ahora, fuera de los átomos, hay muchos tipos de material. Por ejemplo, la luz que vemos (incluida la radiación UV que causa quemaduras solares, rayos X y radiación gamma y otra radiación electromagnética) existe como fotones y estos fotones atraviesan el espacio vacío entre los átomos. Los rayos cósmicos, la mayoría de los cuales son protones individuales (y por lo tanto, técnicamente los mismos átomos menos la nube de electrones) también se mueven a través del espacio vacío. Debido a que estos protones están compuestos de quarks, en sus proximidades tendrán un pequeño campo de gluones listos para actuar en caso de que se encuentren con otra partícula nucleónica. Los neutrones individuales a veces también forman rayos cósmicos, y existen temporalmente en un espacio por lo demás vacío (tienen una vida útil promedio de menos de media hora). Estos neutrones tendrán un campo de gluones que los rodean, y en el momento en que se desintegra en un protón, emitirá un bosón W, que se descompondrá en un electrón y un antineutrino. También existen otros hadrones entre el espacio de los átomos, como piones y kaones.
Los electrones también pueden existir libres de átomos, y se producen comúnmente. Existen variedades más grandes y de corta duración de electrones (muones y taus) y, si bien se descomponen rápidamente, aún pueden habitar el espacio interatómico. Cada una de estas tres partículas (clasificadas como leptones) tiene un neutrino correspondiente: neutrinos electrónicos, neutrinos muón y neutrinos tau. Los neutrinos solo interactúan a través de las fuerzas gravitacionales y débiles, por lo que casi nunca interactúan directamente con la materia; Innumerables neutrinos están pasando a través de nuestros cuerpos en este momento, y estos también habitan el espacio entre los átomos.
Hay muchas otras partículas además. Estos son sólo unos pocos.