Una breve introducción a la física de partículas

Una breve introducción a la física de partículas
Nari Mistry
Laboratorio de Física de Partículas Primarias
Universidad de Cornell


Una breve introducción a la Física de Partículas 1
¿QUÉ ES LA FÍSICA DE PARTÍCULAS? 2
¿QUÉ PASA CON LA NATURALEZA DE NUESTRO UNIVERSO? 6
Entonces, ¿cómo llegar a ESTUDIAR quarks y TALES, SI NO EXISTEN LIBREMENTE EMPRESA? 7
El modelo estándar 9
QUARKS 10
LEPTONES 11FUERZAS E INTERACCIONES 13
UNIFICACIÓN! 16
Allá del Modelo Estándar 19
Experimentos de física de partículas 20
Física de Partículas INSTALACIONES EN TODO EL MUNDO .................... ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.
MIRANDO AL FUTURO 22
 
DONDE OBTENER MÁS INFORMACIÓN 23









¿Qué es la Física de Partículas?


Los protones, electrones, neutrones, neutrinos y quarks incluso se ofrecieron a menudoen las noticias de los descubrimientos científicos. Todos ellos, y un "zoológico" todo de los demás, son partículas subatómicas diminutas demasiado pequeño para ser visto incluso en los microscopios. Mientras que las moléculas y los átomos son los elementos básicos de sustancias conocidas que podemos ver y sentir, hay que "mirar" dentro de los átomos con el fin de aprender acerca de las partículassubatómicas "elementales" y para entender la naturaleza de nuestro universo. La ciencia de este estudio se llama Física de Partículas, Física de Partículas Elementales o, a veces de Física de Altas Energías (HEP).
Los átomos se postularon hace mucho tiempo por el filósofo griego Demócrito, y hasta principios del siglo 20, se pensaba que los átomos para ser los componentes básicos indivisiblesfundamentales de todas las formas de la materia. Protones, neutrones y electrones llegaron a ser considerados como las partículas fundamentales de la naturaleza cuando nos enteramos en la década de 1900 a través de los experimentos de Rutherford y otros que los átomos consisten en espacio vacío con electrones que rodean un denso núcleo central hicieron por protones y neutrones.
 
 
Dentro de unátomo: El núcleo central contiene protones y neutrones que a su vez contienen quarks. Nubes de electrones rodean el núcleo de un átomo
La ciencia de la física de partículas se lanzó hacia delante con la invención de los aceleradores de partículas que podrían acelerar protones o electrones de altas energías y aplastarlos en núcleos - para sorpresa de los científicos, toda una serie de nuevas partículasse produjeron en estas colisiones.

A principios de la década de 1960, como aceleradores llegaron a energías más altas, se encontraron un centenar o más tipos de partículas. ¿Podría todo esto entonces las nuevas partículas fundamentales? La confusión reinó hasta que se hizo evidente a finales del siglo pasado, a través de una larga serie de experimentos y estudios teóricos, que existía una muysimple esquema de dos conjuntos básicos de partículas: los quarks y leptones (entre los leptones son los electrones y neutrinos), y un conjunto de fuerzas fundamentales que permiten que éstos interactúen entre sí. Por cierto, estas "fuerzas" sí se puede considerar que se transmita a través del intercambio de partículas llamado medidor bosones. Un ejemplo de ellos es el fotón, el cuanto de luz y eltransmisor de la fuerza electromagnética que experimentamos todos los días.
En conjunto, estas partículas fundamentales forman diversas combinaciones que se observan hoy en día como los protones, neutrones y el zoológico de partículas observadas en experimentos con aceleradores. (Debemos decir aquí que todos estos conjuntos de partículas también incluyen sus antipartículas, o en lenguaje claro lo quepodría casi ser llamados sus opuestos complementarios. Estos constituyen la materia y la antimateria.)




 


La materia está compuesta por pequeñas partículas llamadas quarks. Los quarks vienen en seis variedades: hasta (u), abajo (d), el encanto (c), extraño (s), superior (t), e inferior (b). Los quarks también tienen homólogos de antimateria llamados antiquarks (designados por una línea...