Explicar de qué está hecha la materia que nos rodea ha sido un reto que la humanidad ha abordado al menos desde la Grecia antigua, en donde surgió la idea de “átomo”. Originalmente átomo significaba “lo indivisible” y se refería a las más pequeñas partículas de materia existente que para los griegos eran cuatro: fuego, aire, agua y tierra. Estos cuatro átomos eran la base de todo lo existente. A modo de ejemplo podemos decir que lo que ahora conocemos como el elemento mercurio, los griegos antiguos lo entenderían como esa sustancia formada por la mezcla de átomos de agua con átomos de tierra, mientras que el oro lo entenderían como la mezcla de átomos de fuego con átomos de tierra, etc.
En la actualidad tenemos el llamado “modelo estándar” de la física. Este modelo describe tres de las cuatro fuerzas conocidas del universo que son la electromagnética, la débil, y la fuerte, pero no se incluye a la gravitacional. Este modelo fue desarrollado por muchos científicos del mundo durante la segunda parte del siglo veinte y muchas de sus predicciones han sido plenamente verificadas, como la existencia del quark “tope” en 1995, del neutrino “tau” en el año 2000 y del bosón de Higgs en 2012, entre otras partículas. En base a este modelo actualmente se considera que las partículas fundamentales del universo son: Seis quarks, que tienen los nombres: 1) arriba, 2) abajo, 3) encanto, 4) extraño, 5) tope, 6) bajo. Seis leptones, que tienen los nombres: 1) electrón, 2) electrón neutrino, 3) muon, 4) muon neutrino, 5) tau, 6) tau neutrino. Además, el modelo también contiene cuatro portadores de fuerza que son: 1) gluon, 2) fotón, 3) bosón Z, 4) bosón W, Finalmente también contiene una partícula llamada bosón escalar “Higgs”. Con estas partículas podemos explicar todo lo que conocemos del universo que nos rodea. Por ejemplo, sabemos que un átomo de hidrógeno esta compuesto por un electrón y un protón. El electrón es un leptón, previamente mencionado, mientras que el protón es una partícula formada por tres quarks, dos “arriba” y uno “abajo”, que se mantienen unidos debido a la presencia del “gluón”.
La tabla periódica de los elementos nos muestra todos los átomos naturales existentes en el universo. Sin embargo, hay átomos “exóticos” de varios tipos, los primeros son aquellos que son tan pesados que se desintegran muy rápidamente, sólo existen por brevísimos instantes. Átomos con número atómico mayor que 103 (Lawrencio) son de este tipo, el máximo es el Oganesón, con número atómico 118.
Existen otros átomos “raros” como los antiátomos formados por antipartículas. Por ejemplo, el átomo de hidrógeno natural está formado por un protón y un electrón, sin embargo, el átomo de antihidrógeno está formado por un antiprotón (con carga negativa) y un antielectrón (con carga positiva).
Uno de los más recientes átomos exóticos es el Tautónio que de hecho aún no se ha observado experimentalmente. Este átomo estaría formado por una partícula tau (un leptón negativo) orbitando a un antitau de carga positiva. Esto de modo semejante a un átomo de hidrógeno. Varios laboratorios del mundo ya se encuentran en la búsqueda del Ttautónio, y muy probablemente también en busca de un premio Nobel.