Partículas Elementales

Part´
ıculas elementales:
Conceptos fundamentales

Uriel Allan Aceves Rodr´
ıguez
Facultad de ciencias
Universidad Nacional Aut´noma de M´xico
o
e

Una breve explicaci´n
o
Introducci´n a la f´sica cu´ntica
o
ı
a
Impartida por: Enriqueta Hern´ndez
a

”No tengo que ’tener’ una respuesta.
No me siento aterrorizado por no conocer cosas,
por estar perdido en el misteriosouniverso
sin tener ning´n prop´sito;
u
o
que es el modo en el que la realidad es,
hasta donde puedo decir, posiblemente.
Esto no me aterra.”
Richard P. Feynman

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Indice general
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Indice general

II

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Indice de figuras

IV

Nomenclatura

VI

1. Introducci´n
o

1

2. Clasificaci´n de las part´
o
ıculas elementales y las interacciones fundamentales.
2.1. Las cuatro fuerzasfundamentales. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1. La fuerza de gravedad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.2. La fuerza electromagn´tica. . . . . . . . . . . . . . . . . .
e
2.1.3. La fuerza d´bil y la teor´ electrod´bil. . . . . . . . . . . .
e
ıa
e
2.1.4. La fuerza fuerte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2. La intensidad relativa de las cuatro fuerzasb´sicas. . . . . . . . .
a
2.3. La clasificaci´n de las part´
o
ıculas. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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11
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18

3. Cuantizaci´n de las interacciones fundamentales.
o
3.1. Los bosones W + , W − y Z 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Cromodin´mica cu´ntica y gluones. . . . . . . . . . . . . . . . . .
a
a

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21
24

4. Leyes de conservaci´ny simetr´
o
ıas.
4.1. Relaci´n entre leyes de conservaci´n y las simetr´
o
o
ıas. . . . . . . . .
4.2. Leyes de conservaci´n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
4.2.1. Conservaci´n del n´mero bari´nico. . . . . . . . . . . . . .
o
u
o

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27
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28

ii

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INDICE GENERAL

4.2.2. Conservaci´n del n´mero lept´nico. . . . . . . . . . . .
o
u
o
4.2.3.Conservaci´n de la extra˜eza. . . . . . . . . . . . . . .
o
n
4.2.3.1. Extra˜eza y los kaones neutros. . . . . . . . .
n
4.2.3.2. Extra˜eza y multipletes de part´
n
ıculas. . . . .
4.2.4. Conservaci´n del isospin y su componente, I3 . . . . . .
o
4.2.5. El teorema TCP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.6. Conservaci´n de la paridad. . . . . . . . . . . . . . . .
o
4.2.6.1.Izquierda y derecha, norte y sur. . . . . . . .
4.2.6.2. El espejo distorsiona las interacciones d´biles.
e

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5. El modelo est´ndar... y m´s.
a
a
5.1. Rompimiento espont´neo de la simetr´
a
ıa. . . . . . . . . . . . . . .
5.2. El bos´n de Higgs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
5.3. M´s all´ del modeloest´ndar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
a
a
a
5.3.1. Los quarks y los leptones ¿Son realmente elementales? . .
5.3.2. La unificaci´n de las interacciones b´sicas. . . . . . . . . .
o
a
5.3.3. Teor´ Kaluza-Klein y supergravedad. . . . . . . . . . . .
ıas
5.3.4. Teor´ de supercuerdas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ıas
5.4. Aceleradores de part´
ıculas. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .
5.4.1. El surgimiento y la caida del SSC. . . . . . . . . . . . . . .
5.4.2. Nuevos aceleradores en Fermilab y SLAC. . . . . . . . . .
5.4.3. El LHC en el CERN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.4. HERA en DESY - donde los protones se reunen con los
electrones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.5. Aceleradores de energ´ media yf´bricas de kaones. . . . .
ıa
a
5.5. F´
ısica de part´
ıculas y astronom´ . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ıa.
5.6. Temas futuros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Referencias

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Indice de figuras
3.1. Los dos v´rtices b´sicos para interacciones...