¿Por qué debería creer que las partículas "elementales" son realmente elementales?

Por el momento, la gran mayoría de los datos en física de partículas están extremadamente bien modelados por el modelo estándar , que también ha sido capaz de predecir nuevos fenómenos. El éxito más reciente es el descubrimiento del mesón de Higgs en el LHC del CERN. Las partículas de la tabla se llaman elementales, porque son suficientes para explicar la complejidad que observamos en la materia y su comportamiento.

El Modelo Estándar de partículas elementales, con las tres generaciones de materia, bosones de calibre en la cuarta columna, y el bosón de Higgs en la quinta.

Cualquier nueva teoría de la física de partículas tendrá que demostrar que puede integrar el modelo estándar en su estructura. De las teorías actuales, cuya dirección va hacia un modelo unificador de las cuatro fuerzas, es decir, que incluye la cuantización de la gravedad, la propuesta dominante es un modelo basado en la teoría de cuerdas . En la teoría de cuerdas, todas las partículas de la tabla anterior ya no son fundamentales para la teoría, sino que son excitaciones de una cuerda. Lo que se vuelve elemental es una cadena, y las interacciones ocurren entre cadenas, etc., etc.

Es una forma diferente de formular lo que significa "elemental" y lo que significa un nivel de "elementalidad" (no realmente los niveles de una cebolla o una serie de muñecas matriuska), pero evita que las partículas en la tabla anterior sean fundamentales.

Por el momento no hay ninguna prueba experimental de que la teoría de cuerdas sea la teoría correcta para usar en el modelado de una teoría del todo, aparte de que puede acomodar el modelo estándar.

A veces existen propuestas de teorías en la serie de niveles que está contemplando, por ejemplo, la teoría del preón , pero no se han encontrado pruebas experimentales que la confirmen. Existen experimentos que buscan la composición de quarks y leptones y dan límites, por ejemplo, este para la composición del quark top y este del experimento CMS en LHC:

En el contexto de un modelo de composición de quarks y leptones con una interacción de contacto isoescalar izquierda-izquierda, los límites inferiores del 95\% CL se establecen en Λ, el parámetro de escala de energía para la interacción de contacto. .

En conclusión, la física no se trata de creencias, sino de observaciones y modelos matemáticos que se ajustan a estas observaciones y predicen otras nuevas para probar el modelo. Por el momento no hay razón para cambiar el nivel de "elementalidad" en lo que respecta a los datos y los experimentadores están abiertos a la posibilidad.

Hay un modelo que usa solo dos partículas elementales (menos no puede haber) y ese es el Modelo Rishon compuesto principalmente por Haïm Harari (hay otros modelos de preones pero creo que este modelo es el más elegante).
Los rishons tienen una carga eléctrica de 1/3 (el T-rishon) o 0 (el V-rishon), y combinándolos puedes construir todas las partículas conocidas. También podría explicar por qué una partícula Z sin carga puede decaer en tres fotones: consta de tres T-rishons y tres anti-T-rishons. En este modelo, la fuerza débil es una fuerza residual. Y, por ejemplo, un quark up es una combinación de tres rishons T y un rishons V. Puedes descubrir por ti mismo cómo se componen los otros quarks y leptones.

Entonces, en este modelo, solo se necesitan cuatro partículas verdaderamente elementales para formar todos los quarks y leptones. ¡Más económico no se puede conseguir! Las partículas portadoras de fuerza (el fotón, el gluón, el hipergluón y tal vez el gravitón) no se tienen en cuenta en el modelo de Rishon. Ellos están ahí.

Por supuesto, la teoría tiene sus fallas, pero ¿no tienen fallas todas las teorías (modelos)?

Para responder a su pregunta:
no debe creer que las partículas elementales son realmente elementales. Puede preguntarse si los rishons están formados por otras partículas más fundamentales, pero ese no puede ser el caso.
Si considera las partículas elementales como partículas no puntuales (como lo hago yo, pero de una manera no teórica de cuerdas), puede preguntarse de qué material está hecha la estructura no puntual.

Espero que esta respuesta te ilumine un poco.