3.1. Masa de las partículas fundamentales

Como se ha mencionado en el apartado 2.4, el bosón de Higgs dota de masa a las partículas fundamentales del modelo estándar. Las masas de las partículas del modelo estándar, medidas por convenio en eV/c2 (electrón-voltio entre la velocidad de la luz al cuadrado, c2, usando la mencionada fórmula E=m·c2 de la Teoría de la Relatividad explicada en el capítulo 2.2), son [14]:

Tabla 1: masa de las partículas fundamentales del modelo estándar, expresada en eV/c2. Cada partícula se representa con el símbolo introducido en la figura 2. Datos extraídos de [15].

Dado que las unidades de masa utilizadas son específicas de las partículas subatómicas, a continuación se establecerán las equivalencias entre las mismas y las más conocidas, el kilogramo y las unidades de masa atómica (uma).

Un electrón-voltio (eV) es la unidad de energía usada más habitual en la escala atómica, ya que estas cantidades son muy pequeñas para medirlas con la unidad del Sistema Internacional, el Julio (J). Un electrón-voltio es la energía adquirida por un solo electrón cuando circula a través de un circuito eléctrico con un potencial de 1 voltio (V) [1,16]. Para obtener la equivalencia entre electrón-voltios y julios, debemos usar la definición de la energía potencial eléctrica. Con la ayuda de las referencias [1,16-17] se deduce:

E=qV, donde E es la energía potencial eléctrica medida en julios (J), q es la carga medida en culombios (C) y Ves el potencial eléctrico medido en Voltios (V).

En un eV, la carga de un electrón es igual a la carga fundamental,1.6022·10-19 C, y el potencial eléctrico es 1V. Aplicando esos datos a la fórmula obtenemos que 1eV=1.6022·10-19J.

La equivalencia entre eV/c2 y kg, se obtiene utilizando el valor de la constante de la velocidad de la luz, 299 792 458 m/s, y sustituyendo estos datos en la ecuación, obtenemos que m=1.78·10-36 kg, por lo que 1eV/c2=1.78·10-36kg.

Finalmente, la equivalencia entre kg y uma [16-17] (unidades de masa atómica, que es la habitual para reflejar la masa atómica), es 1 kg=6.022·1026uma, por lo tanto:

1eV/c2=1.78·10-36 kg =1.072·10-9 uma 

Que expresada en unidades más convenientes dada la escala:

1GeV/c2=1.072 uma

Es importante mencionar que todas las partículas fundamentales adquieren el 100% de su masa debido a la interacción de las mismas con el campo de Higgs, por lo que su masa se podrá considerar netamente “masa de Higgs”, es decir, producida por este campo y sin ninguna componente energética.