lo mas pequeño, partículas elementales: higos
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Ponencia de Daniel de Florian “Lo mas pequeño, Partículas Elementales: Higos", presentada en el Ciclo de charlas Par@ educ.ar.TRANSCRIPT
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• Diego Mazzitelli
• Carlos Acha
• Daniel de Florian
Educar - Aportes para la enseñanza en el nivel Medioaportes.educ.ar
Física
Departamento de Física - FCEyN-UBA
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Física : ciencia de escalas
Lo mas pequeño, Partículas Elementales : Higgs Lo mas grande, Cosmología : Agujeros Negros Lo “super” y lo “nano”: Superconductividad
Estado del arte
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Daniel de Florian
Departamento de Física - FCEyN-UBA
El bosón de Higgs
Educar - Aportes para la enseñanza en el nivel Medioaportes.educ.ar
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Aparecerá en medios con frecuencia durante los próximos años
Unica partícula del Modelo Standard aún no “descubierta”
Misión fundamental: “otorgar” masa a las partículas
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Aparecerá en medios con frecuencia durante los próximos años
Unica partícula del Modelo Standard aún no “descubierta”
Misión fundamental: “otorgar” masa a las partículas
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Aparecerá en medios con frecuencia durante los próximos años
Unica partícula del Modelo Standard aún no “descubierta”
Misión fundamental: “otorgar” masa a las partículas
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Aparecerá en medios con frecuencia durante los próximos años
Unica partícula del Modelo Standard aún no “descubierta”
Misión fundamental: “otorgar” masa a las partículas
“So, if we created a negative Higgs field, and bombarded them with a stream of Higgs anti-
bosons, they might disintegrate”
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Aparecerá en medios con frecuencia durante los próximos años
Unica partícula del Modelo Standard aún no “descubierta”
Misión fundamental: “otorgar” masa a las partículas
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Aparecerá en medios con frecuencia durante los próximos años
Unica partícula del Modelo Standard aún no “descubierta”
Misión fundamental: “otorgar” masa a las partículasGod Particle
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Aparecerá en medios con frecuencia durante los próximos años
Unica partícula del Modelo Standard aún no “descubierta”
Misión fundamental: “otorgar” masa a las partículasGod Particle
Revisión: Partículas Elementales Interacciones Fundamentales
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Durante el siglo XIX se comprendió la naturaleza de la materia en término de átomos
Tabla de Mendeleev (1870)
Toda la materia, viva o inerte, está formada
por átomos y moléculas
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Durante el siglo XX se comprendió la naturaleza de la materia en término de componentes de los
átomos hasta llegar a quarks y leptones
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La materia Atomos y
moléculas
Núcleo y
electrón
Protón y
NeutrónQuarks
10-8 = 0.00000001
ocho ceros
10-8 cm 10-12 cm 10-13 cm Sin tamaño?
Puntuales?
Durante el siglo XX se comprendió la naturaleza de la materia en término de componentes de los
átomos hasta llegar a quarks y leptones
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Los “hadrones”: como el protón y el neutrón que forman los núcleos
de los átomos están formados por quarks
Así por ejemplo:
protón (uud)
+ 2/3 + 2/3 - 1/3 = 1
neutrón (udd)
+ 2/3 - 1/3 - 1/3 = 0Carga:
Nombre
Carga
Up Down
Charm Strange
Top Bottom
+ 2/3 - 1/3
Masas desde 5 MeV hasta 170 GeV
m(e-) = 0.5 MeV
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Los “hadrones”: como el protón y el neutrón que forman los núcleos
de los átomos están formados por quarks
Así por ejemplo:
protón (uud)
+ 2/3 + 2/3 - 1/3 = 1
neutrón (udd)
+ 2/3 - 1/3 - 1/3 = 0Carga:
Los Atomos están compuestos de quarks (u y d) y electrones
Nombre
Carga
Up Down
Charm Strange
Top Bottom
+ 2/3 - 1/3
Masas desde 5 MeV hasta 170 GeV
m(e-) = 0.5 MeV
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Además existen “parientes” pesados del electrón (muón y tau) y sus correspondientes “neutrinos”
Organizados en 3 familias6 quarks y 6 leptones
¡Agregar las antipartículas!
Particulas Elementales
Med
iado
res d
e Fu
erza
s
Tabla de Mendeleev del siglo XXI
Partículas de MATERIA
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Además existen “parientes” pesados del electrón (muón y tau) y sus correspondientes “neutrinos”
Organizados en 3 familias6 quarks y 6 leptones
¡Agregar las antipartículas!
Particulas Elementales
Med
iado
res d
e Fu
erza
s
Tabla de Mendeleev del siglo XXI
Partículas de MATERIA
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…y reinterpretamos la fuerza electromagnética
Pero si nada puede ser más rápido que “c” ¿Cómo puede existir una
fuerza (información) instantánea?
El fotón viaja a la velocidad de la luz y es la unidad cuántica del campo electromagnético, o más fácil, LA LUZ!!
Electrodinámica cuántica (QED) : EM +relatividad + mecánica cuántica
1 2
r
1 2
γ
La interacción es mediada por el intercambio
de una partícula (bosón de gauge) FOTON
F =q1 q2
r2
Interacciones
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…y descubrimos nuevas interacciones: fuerzas fuerte y débil
La interacción gravitatoria es la primera que sentimos pero aún no la entendemos bien (¿gravitón?)
A estas interacciones las comprendimos en la década del 70:
Nuevos bosones de intercambio : gluones , W, Z
La fuerza Débil responsable del
decaimiento del neutrón
Neutrino: nueva partícula
n p e ν decaimiento β
La fuerza Fuerte (nuclear) responsable de
mantener unidos a los quarks (núcleos) protón
gluón
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…y descubrimos nuevas interacciones: fuerzas fuerte y débil
La interacción gravitatoria es la primera que sentimos pero aún no la entendemos bien (¿gravitón?)
A estas interacciones las comprendimos en la década del 70:
Nuevos bosones de intercambio : gluones , W, Z
La fuerza Débil responsable del
decaimiento del neutrón
Neutrino: nueva partícula
n p e ν decaimiento β
La fuerza Fuerte (nuclear) responsable de
mantener unidos a los quarks (núcleos) protón
gluónParticulas Elementales
Med
iado
res d
e Fu
erza
s
![Page 21: Lo mas pequeño, Partículas Elementales: Higos](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052622/5591f1e71a28abe5278b4721/html5/thumbnails/21.jpg)
…y descubrimos nuevas interacciones: fuerzas fuerte y débil
La interacción gravitatoria es la primera que sentimos pero aún no la entendemos bien (¿gravitón?)
A estas interacciones las comprendimos en la década del 70:
Nuevos bosones de intercambio : gluones , W, Z
La fuerza Débil responsable del
decaimiento del neutrón
Neutrino: nueva partícula
n p e ν decaimiento β
La fuerza Fuerte (nuclear) responsable de
mantener unidos a los quarks (núcleos) protón
gluónParticulas Elementales
Med
iado
res d
e Fu
erza
s
![Page 22: Lo mas pequeño, Partículas Elementales: Higos](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052622/5591f1e71a28abe5278b4721/html5/thumbnails/22.jpg)
Modelo Standard : partículas de materia + partículas de intercambio
Teoría “elegante” y sencilla : teorías de “gauge”
Un pequeño problema: no acepta partículas con masa..
![Page 23: Lo mas pequeño, Partículas Elementales: Higos](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052622/5591f1e71a28abe5278b4721/html5/thumbnails/23.jpg)
Modelo Standard : partículas de materia + partículas de intercambio
Teoría “elegante” y sencilla : teorías de “gauge”
Un pequeño problema: no acepta partículas con masa..
Masa Inercial : m = F/aFormas alternativas de
“aumentar inercia” de un cuerpo
RozamientoViscosidad
Fuerza ~ constante
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Modelo Standard : partículas de materia + partículas de intercambio
Teoría “elegante” y sencilla : teorías de “gauge”
Un pequeño problema: no acepta partículas con masa..
Masa Inercial : m = F/aFormas alternativas de
“aumentar inercia” de un cuerpo
RozamientoViscosidad
Fuerza ~ constante
Introducir una nueva partícula : bosón de Higgs
Impregna el espacio: Interactúa con las demás partículas “otorgándoles” masa campo o especie de viscosidad
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![Page 27: Lo mas pequeño, Partículas Elementales: Higos](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052622/5591f1e71a28abe5278b4721/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: Lo mas pequeño, Partículas Elementales: Higos](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052622/5591f1e71a28abe5278b4721/html5/thumbnails/28.jpg)
![Page 29: Lo mas pequeño, Partículas Elementales: Higos](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052622/5591f1e71a28abe5278b4721/html5/thumbnails/29.jpg)
Para descubrirlo, necesitamos aceleradores de mayor energía
Higgs aún no hallado Masa > 114 GeV ?
![Page 30: Lo mas pequeño, Partículas Elementales: Higos](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052622/5591f1e71a28abe5278b4721/html5/thumbnails/30.jpg)
Para descubrirlo, necesitamos aceleradores de mayor energía
Tiene 27 km de circunferencia2007/2008 - WWW
Higgs aún no hallado Masa > 114 GeV ?
En este momento se está terminando de construir en el CERN,
Ginebra, un colisionador de protones a 14.000.000 MeV
27 Km
![Page 31: Lo mas pequeño, Partículas Elementales: Higos](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052622/5591f1e71a28abe5278b4721/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: Lo mas pequeño, Partículas Elementales: Higos](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052622/5591f1e71a28abe5278b4721/html5/thumbnails/32.jpg)
![Page 33: Lo mas pequeño, Partículas Elementales: Higos](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052622/5591f1e71a28abe5278b4721/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: Lo mas pequeño, Partículas Elementales: Higos](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052622/5591f1e71a28abe5278b4721/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Lo mas pequeño, Partículas Elementales: Higos](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052622/5591f1e71a28abe5278b4721/html5/thumbnails/35.jpg)