Modelo Estándar Preparado por: Prof. Elba M. Sepúlveda, c.ed.d. CROEM 16 marzo 2013

Quéesel modeloestándar? Teoría que describe las relaciones entre las interacciones fundamentales conocidas y las partículas elementales que componen toda la materia.

Tresgeneracionesde la materia Toda la materiavisible estáhechade la primerageneraciónde partículas. También se le conoce comofamila I, II y III.

Quarks

Quarks Juntoa los leptonesson los constituyentes fundamentalesde la materia. Son los únicos que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales. Siempre se encuentran unidos con otros. El descubrimiento del mesón J/ψ en 1974 llevó al reconocimiento de que éste estaba hecho de un quark encantado y su antiquark. http://www.particleadventure.org/quarks.html

El color http://www.particleadventure.org/quarks.html

El concepto de partícula Gota Los modelos tienen limitaciones. Molécula Átomo Protón Quark

En resumen, los quarks: Son las únicas partículas fundamentales que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales. Junto con los leptones, son los constituyentes fundamentales de la materia. En la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Se encuentran en grupos, llamados hadrones, de dos o tres quarks, conocidos como mesones y bariones.

Hadrones Mesón Son partículas compuestas de un quark y su antiquark. Pion, kaon, J/ψ π + µ + +ν µ Barión Compuestosde tres quarks. p, n, http://www.particleadventure.org/hadrons.html

Bariones

Tablade bariones

Leptones

Quéesun leptón? Son partículas elementales Electrón-e Muón-µ Tau - τ Tienen masas diferentes. Incluye los distintos tiposde neutrinos.

Neutrinos Son un tipode leptón. Casi no tienen masa. Partícula más abundante en el universo. Hay 700M porcada protón. Hasta los guineos emiten neutrinos debidoa la radiactividadnatural del potasio.

Neutrinos No interaccionancon otras partículas. Pueden pasar a través de la Tierra y de cualquiermateriasin perturbarla. Pueden ser afectados porla fuerzanuclear débil y la gravitatoria.

Decaimientode leptones

En resumen, los fermionesson: Quarks Up down Charm -strange Top botom Leptones Electrón- ν e µ ν µ τ ν τ Tienenspin de múltiplosde ½

Bosones Acarreadores de las fuerzas mediadores de fuerzas Tienen un espín entero (0,1,2,...). No cumplen el principio de exclusión de Pauli Establece que no puede haber dos fermiones con todos sus números cuánticos idénticos. Siguen la estadística de Bose-Einstein. Tipo de mecánica estadística que describe las propiedades de conjuntos grandes de partículas capaces de coexistir en el mismo estado cuántico en equilibrio térmico.

BosonesvsFermiones Principio de exclusion de Pauli Se puedenapilarun infinitonúmerode bosonesen unacajapequeña, porotrolado solamente un número limitado de fermiones puede acomodarse en ese mismo espacio. A los bosones no les molesta compartir el espacio.

Fuerzas en la naturaleza????

Fuerzasen el modeloestándar

El fotón Es la partícula que acarrea la fuerza electromagnética. No tienemasa. Viajaa la velocidadde la luz. Transmitela fuerzaentre los electronesy el núcleo atómico.

Cómolos átomosemitenfotones? http://science.howstuffworks.com/light7.htm

El gluón Bosón portador de la interacción nuclear fuerte. No posee masa ni carga eléctrica, pero sí carga de color. Estas partículas son las que "unen" los quarks dentro de los nucleones. Transmitela fuerzaentre los quarks dentrode los protones y neutrones.

Decaimiento Ocurre cuando un leptón o un quark parece convertirse en uno más ligero (se desintegra o decae), se dice que cambian de sabor. Todos los procesos de cambio de sabor se deben a la interacción débil, y en todas ellas interviene uno de los tres tipos de bosones intermedios. http://www-d0.fnal.gov/run2physics/top/top_public_web_pages/top_feynman_diagrams.html

Z Boson Partículas que transmitenfuerzaentre neutrones y protones en el núcleo atómico. Partícula pesada que acompaña los bosones W + y W -.

Z Boson Decaimiento de Z http://www.symmetrymagazine.org/article/august-2008/explain-it-in-60-seconds-z-boson

W Boson Transmite fuerzas Su decaimientocambia protonesa neutronesy viceversa. Causafusiónnuclear en las estrellas. Crea elementos pesados en las estrellas. http://www.symmetrymagazine.org/article/january-2013/we-are-all-made-of-star-stuff-thanks-to-the-w

En resumen

Complejoperoesla mejorexplicación

Partículas fundamentales

Partículasen Física

La partículaquefaltaen el modeloes Eseesel temade la próxima presentación.

Preparado por: Prof. Elba M. Sepúlveda elbamsepulveda@gmail.com Marzo 2013