Física
Páginas: 107 (26581 palabras)
Publicado: 20 de marzo de 2012
F´ ısica de Part´ ıculas en 3 cr´ditos e
Joaqu´ G´mez Camacho ın o November 11, 2004
´ Indice
1 El paradigma de la f´ ısica moderna 1.1 Part´ ıculas: Electr´n, prot´n, neutr´n, o o o 1.2 Marco Te´rico: La mec´nica cu´ntica o a a 1.3 Interacciones . . . . . . . . . . . . . 1.3.1 Interacci´n electromagn´tica . o e 1.3.2 Interacci´n fuerte . . . . . . . o 1.3.3 Interacci´n d´bil . . . . . . .o e 1.4 Problemas . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 4 5 5 5 6 6 8 8 8 10 11 12 13 14 14 15 17 17 17 18 19 20 21 22 22 23 23 26 27 28 28 28 29
neutrino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2 Decaimiento y Colisiones de part´ ıculas 2.1 Transiciones en mec´nica cu´ntica . . . . . . a a 2.1.1 Densidad de estados . . . . . . . . . 2.2 Estimaci´n de las probabilidades de emisi´n o o 2.3 Teor´ de Fermi de la interacci´n d´bil . . . ıa o e 2.4 Secciones eficaces . . . . . . . . . . . . . . . 2.5Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Propiedades de las part´ ıculas elementales 3.1 Introducci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . o 3.2 Leptones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Hadrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1 N´mero bari´nico . . . . . . . . . . u o 3.3.2 Extra˜eza . . . . . . . . . . . . . . n 3.3.3 Part´ ıculas “estables” y resonancias. 3.4 Conservaci´n den´meros cu´nticos . . . . o u a 3.5 Isosp´ ın. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.1 Isosp´ de sistemas de part´ ın ıculas . . 3.5.2 Conservaci´n del isosp´ . . . . . . o ın 3.5.3 Relaci´n entre las probabilidades de o 3.5.4 Relaci´n entre secciones eficaces . . o 3.6 Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4 Simetr´ discretas ıas 4.1 Inversi´n espacial: Operador P . . . . . . . . . . o 4.1.1 Paridad P de sistemas de dos part´ıculas . 4.2 Conjugaci´n de carga: Operador C . . . . . . . . o 4.2.1 Paridad C de sistemas de part´ ıculas . . . . 4.3 Conservaci´n y violaci´n de las simetr´ discretas o o ıas 1
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4.3.1 Violaci´n de la paridad P y Cpor la interacci´n d´bil . . . . . . . . 30 o o e 4.4 Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 5 Un 5.1 5.2 5.3 paradigma de transici´n o Part´ ıculas: Hadrones y leptones . . . . . . . . . . . . . . . . . Marco te´rico: Teor´ cu´ntica de campos . . . . . . . . . . . o ıa a Interacciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1Interacci´n fuerte: Teor´ mes´nica . . . . . . . . . . . o ıa o 5.3.2 Interacci´n electromagn´tica: Electrodin´mica cu´ntica o e a a 5.3.3 Interacci´n d´bil: Teor´ del bos´n vectorial intermedio o e ıa o 5.4 Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 32 32 33 33 34 35 37 39 39 40 41 42 42 44 44 44 44 44 44 46 46 48 48 49 49 51 51 52 52 52 53
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1 El paradigma de la f´ ısica moderna 1.1 Part´ ıculas: Electr´n, prot´n, neutr´n, o o o 1.2 Marco Te´rico: La mec´nica cu´ntica o a a 1.3 Interacciones . . . . . . . . . . . . . 1.3.1 Interacci´n electromagn´tica . o e 1.3.2 Interacci´n fuerte . . . . . . . o 1.3.3 Interacci´n d´bil . . . . . . .o e 1.4 Problemas . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 4 5 5 5 6 6 8 8 8 10 11 12 13 14 14 15 17 17 17 18 19 20 21 22 22 23 23 26 27 28 28 28 29
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2 Decaimiento y Colisiones de part´ ıculas 2.1 Transiciones en mec´nica cu´ntica . . . . . . a a 2.1.1 Densidad de estados . . . . . . . . . 2.2 Estimaci´n de las probabilidades de emisi´n o o 2.3 Teor´ de Fermi de la interacci´n d´bil . . . ıa o e 2.4 Secciones eficaces . . . . . . . . . . . . . . . 2.5Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Propiedades de las part´ ıculas elementales 3.1 Introducci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . o 3.2 Leptones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Hadrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1 N´mero bari´nico . . . . . . . . . . u o 3.3.2 Extra˜eza . . . . . . . . . . . . . . n 3.3.3 Part´ ıculas “estables” y resonancias. 3.4 Conservaci´n den´meros cu´nticos . . . . o u a 3.5 Isosp´ ın. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.1 Isosp´ de sistemas de part´ ın ıculas . . 3.5.2 Conservaci´n del isosp´ . . . . . . o ın 3.5.3 Relaci´n entre las probabilidades de o 3.5.4 Relaci´n entre secciones eficaces . . o 3.6 Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4 Simetr´ discretas ıas 4.1 Inversi´n espacial: Operador P . . . . . . . . . . o 4.1.1 Paridad P de sistemas de dos part´ıculas . 4.2 Conjugaci´n de carga: Operador C . . . . . . . . o 4.2.1 Paridad C de sistemas de part´ ıculas . . . . 4.3 Conservaci´n y violaci´n de las simetr´ discretas o o ıas 1
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4.3.1 Violaci´n de la paridad P y Cpor la interacci´n d´bil . . . . . . . . 30 o o e 4.4 Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 5 Un 5.1 5.2 5.3 paradigma de transici´n o Part´ ıculas: Hadrones y leptones . . . . . . . . . . . . . . . . . Marco te´rico: Teor´ cu´ntica de campos . . . . . . . . . . . o ıa a Interacciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1Interacci´n fuerte: Teor´ mes´nica . . . . . . . . . . . o ıa o 5.3.2 Interacci´n electromagn´tica: Electrodin´mica cu´ntica o e a a 5.3.3 Interacci´n d´bil: Teor´ del bos´n vectorial intermedio o e ıa o 5.4 Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 32 32 33 33 34 35 37 39 39 40 41 42 42 44 44 44 44 44 44 46 46 48 48 49 49 51 51 52 52 52 53
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