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Resumen de la gran historia De que está echa la materia que vemos El Big Bang La nucleosíntesis primordial Los primeros átomos La formación de mas núcleos en las estrellas La formación de los elementos pesados Las estrellas de neutrones Estrellas de quarks? Los hoyos negros 2
MATERIA: QUARKS & LEPTONES 3
Materia Fuerzas Que es la Materia? La materia está hecha de átomos: núcleos y electrones Los núcleos: protones + neutrones Los nucleones: quarks 4
Materia Fuerzas Que es la Materia? Que son las Fuerzas? La materia está hecha de átomos: núcleos y electrones Los núcleos: protones + neutrones Los nucleones: quarks Cuatro Fuerzas: - Gravedad - Fuerzas electromagnéticas - Fuerzas nucleares - Fuerza debil 4
El átomos y su núcleo 1-10 Angström (1Å = 10-10 m) Núcleo: 1-10 Fermi (1 F = 1fm = 10-15 m) El núcleo es 100,000 veces mas pequeño que el átomo 5
El átomos y su núcleo 1-10 Angström (1Å = 10-10 m) Núcleo: 1-10 Fermi (1 F = 1fm = 10-15 m) El núcleo es 100,000 veces mas pequeño que el átomo 5
El núcleo y los nucleones, y quarks Núcleo: Z protones N neutrones A=Z+N Protón (q=+e) Neutrón (q=0) 6
El núcleo y los nucleones, y quarks Protón Núcleo: Z protones N neutrones A=Z+N Protón (q=+e) Neutrón Quarks up down Neutrón (q=0) 6
Quarks y Leptones Quarks u up c charm t top Anti-Quarks u up c charm - t top d down s strange b bottom d down s strange b bottom Leptones νe νμ ντ neutrino-e neutrino-µ neutrino-τ e μ τ electrón muón tau Anti-Leptones _ νe _ neutrino-e e νμ _ neutrino-µ μ ντ _ neutrino-τ τ electrón muón tau 7
Quarks y Leptones: 3 generaciones Tres familias (o generaciones) u up d down Quarks Leptones νe neutrino-e e electrón c charm s strange νμ neutrino-µ μ muón t top b bottom ντ neutrino-τ τ tau Anti-Quarks u up d down c charm s strange - t top b bottom Anti-Leptones _ νe _ neutrino-e e electrón νμ _ neutrino-µ μ muón ντ _ neutrino-τ τ tau 8
Quarks y Leptones: 3 generaciones Tres familias (o generaciones) u up d down Quarks Leptones νe neutrino-e e electrón c charm s strange νμ neutrino-µ μ muón t top b bottom ντ neutrino-τ τ tau Anti-Quarks u up d down c charm s strange - t top b bottom Anti-Leptones _ νe _ neutrino-e e electrón νμ _ neutrino-µ μ muón ντ _ neutrino-τ τ tau 8
Quarks y Leptones: 3 generaciones Tres familias (o generaciones) u up d down Quarks Leptones νe neutrino-e e electrón c charm s strange νμ neutrino-µ μ muón t top b bottom ντ neutrino-τ τ tau Anti-Quarks u up d down c charm s strange - t top b bottom Anti-Leptones _ νe _ neutrino-e e electrón νμ _ neutrino-µ μ muón ντ _ neutrino-τ τ tau 8
Quarks y Leptones: masas Masas crecientes Masas crecientes u up c charm t top u up c charm - t top d down νe neutrino-e e electrón s strange Masas crecientes νμ neutrino-µ μ muón b bottom ντ neutrino-τ τ tau d down νe _ neutrino-e e electrón s strange νμ _ neutrino-µ μ muón b bottom Masas crecientes _ ντ _ neutrino-τ τ tau 9
Quarks y Leptones: cargas Quarks Anti-Quarks q = +⅔e u up c charm t top u up c charm - t top q = -⅔e q = -⅓e d down s strange b bottom d down s strange b bottom q = +⅓e q = 0 q = -e Leptones νe νμ ντ neutrino-e neutrino-µ neutrino-τ e μ τ electrón muón tau Anti-Leptones _ νe _ neutrino-e e νμ _ neutrino-µ μ ντ _ neutrino-τ τ electrón muón tau q = 0 q = +e 10
Quarks y Nucleones: cargas Quarks Protón q = +⅔e q = -⅓e u up d down c charm s strange t top b bottom Carga: 2u+1d q=1e Neutrón up down Carga: 1u+2d q=0 11
Hadrones: Bariones y Mesones Bariones Hadrones: partículas hechas de quarks y/o anti-quarks Bariones: 3 quarks (anti-bariones: 3 anti-quarks) Mesones: quark+anti-quark Mesones 12
ESTADOS DE LA MATERIA: SOLIDO, LIQUIDO, GASEOSO, PLASMA 13
Sólido, Líquido, y Gas Sólido: forma y volumen (densidad) casi constantes. Los átomos se tocan y se ligan fuertemente entre ellos. Líquido: volumen (densidad) casi constante. Forma libre! Los átomos se tocan y se ligan ligeramente entre ellos. Gas: forma y volumen (densidad) libres. Los átomos NO se tocan y solo colisionan de vez en cuando. 14
Plasma: el cuarto estado de la materia Gas: átomos Alta T Plasma: núcleos + electrones + fotones 15
El Plasma de Quarks y Gluones Gas (plasma) de neutrones y protones 16
El Plasma de Quarks y Gluones Muy alta T Plasma de quarks y gluones 16
EVOLUCION DEL UNIVERSO TEMPRANO 17
La Gran Historia 18
La Gran Historia Gran Explosión ( Big Bang ) 19
La Gran Historia Gran Explosión ( Big Bang ) Tiempo 19
La Gran Historia Cada rebanada es el Universo en un momento dado Gran Explosión ( Big Bang ) Tiempo 19
La Gran Historia Cada rebanada es el Universo en un momento dado Gran Explosión ( Big Bang ) Epoca actual Tiempo 19
La Gran Historia Gran Explosión ( Big Bang ) 20
La Gran Historia Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) 21
La Gran Historia (?) Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) Todo lo que ocurrió en esta fase inicial es todavía muy especulativo: mas allá de la física que se ha podido probar en laboratorio (hasta le facha de hoy :) 22
La Gran Historia Confinamiento de los quarks (1 microseg.) Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) 23
La Gran Historia Nucleosíntesis primordial (3 minutos) Confinamiento de los quarks (1 microseg.) Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) 24
La Gran Historia Formación del Fondo de Radiación Cósmica (400 mil años) Nucleosíntesis primordial (3 minutos) Confinamiento de los quarks (1 microseg.) Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) 25
La Gran Historia Formación del Fondo de Radiación Cósmica (400 mil años) Nucleosíntesis primordial (3 minutos) Edad Oscura Confinamiento de los quarks (1 microseg.) Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) 26
La Gran Historia Formación del Fondo de Radiación Cósmica (400 mil años) Nucleosíntesis primordial (3 minutos) Confinamiento de los quarks (1 microseg.) Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) Edad Oscura Primeras Estrellas (400 millones años) 27
La Gran Historia Formación del Fondo de Radiación Cósmica (400 mil años) Nucleosíntesis primordial (3 minutos) Edad Oscura Primeras Estrellas (400 millones años) Confinamiento de los quarks (1 microseg.) Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) Epoca actual Formación de Galaxias, estrellas, planetas, etc... 28
La Gran Historia Formación del Fondo de Radiación Cósmica (400 mil años) Nucleosíntesis primordial (3 minutos) Confinamiento de los quarks (1 microseg.) Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) Edad Oscura Primeras Estrellas (400 millones años) Formación de Galaxias, estrellas, planetas, etc... La Energía Oscura accelera la expansión 29
La Gran Historia Formación del Fondo de Radiación Cósmica (400 mil años) Nucleosíntesis primordial (3 minutos) Edad Oscura Primeras Estrellas (400 millones años) Confinamiento de los quarks (1 microseg.) Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) Epoca actual Formación de Galaxias, estrellas, planetas, etc... La Energía Oscura accelera la expansión 29
FORMACIÓN DE LOS BARIONES 30
La Gran Historia Confinamiento de los quarks (1 microseg.) Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) 31
El Plasma de Quarks y Gluones Gas (plasma) de neutrones y protones Muy alta T Plasma de quarks y gluones 32
El Confinamiento de los Quarks Confinamiento de los quarks (1 microseg.) Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) 33
El Confinamiento de los Quarks Antes Confinamiento de los quarks (1 microseg.) Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) Plasma de quarks y gluones 33
El Confinamiento de los Quarks Antes Después Confinamiento de los quarks (1 microseg.) Inflación (10-32 seg.) Gran Explosión ( Big Bang ) Plasma de quarks y gluones Plasma de protones, neutrones y otros bariones 33
Hadrones: Bariones y Mesones Bariones Hadrones: partículas hechas de quarks y/o anti-quarks Bariones: 3 quarks (anti-bariones: 3 anti-quarks) Mesones: quark+anti-quark Mesones 34
Vidas medias de los hadrones Bariones 5.5 10-12 s 5.5 10-12 s 0.8 10-10 s 2.9 10-10 s 1.6 10-10 s 0.8 10-10 s 7.4 10-20 s 1.5 10-10 s 2.6 10-10 s 15 min. ESTABLE Vidas medias 1.1 10-18 s 9.7 10-19 s 1.2 10-8 s 5.2 10-8 s 5.5 10-19 s 2.6 10-8 s 8.4 10-17 s Mesones 35
Vidas medias de los hadrones Bariones Vidas medias CONCLUSION: en muy poco tiempo todos van a decaer y solo sobreviven protones y neutrons (y estos soló 15 min.) 5.5 10-12 s 5.5 10-12 s 0.8 10-10 s 2.9 10-10 s 1.6 10-10 s 0.8 10-10 s 7.4 10-20 s 1.5 10-10 s 2.6 10-10 s 15 min. ESTABLE 1.1 10-18 s 9.7 10-19 s 1.2 10-8 s 5.2 10-8 s 5.5 10-19 s 2.6 10-8 s 8.4 10-17 s Mesones 35
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Title 37
1. TITLE 2. Programa 3.x 4.x 5.x 6.x 7.x 8.x 9.x 10.x 11.x 12.x 13.x 14.x 15.x 16.x 17.x 18.x 19.x 20.x 21.Text 22.x 23.x 24.x 25.x 26.x 27.x 28.x 29.x 30.x 31.x 32.x 33.x 34.x 35.x 36.x 37.x 38.x 39.x 40.x TEMAS a TRATAR: I. Materia y Fuerzas II. Formas y Estados de la Materia III. Big Bang: confinamiento de los quarks IV. Nucleos, nucleosíntesis primordial V. Big bang: nucleosíntesis primordial VI. Nucleosíntesis estelar VII. Supernovas VIII. Formación de elementos pesados IX. Estrellas de neutrones X. Hoyos negros 38
Plasma: el cuarto estado de la materia Gas: átomos Plasma: núcleos + electrones + fotones 39
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