El mundo subatómico

Leyes básicas: "Modelo Estándar de fuerzas y partículas"

• El origen de la masa.
• Unificación de las fuerzas fundamentales.
• Materia y energía oscura.
• El misterio de la antimateria.

Partícula predicha por el Modelo Estándar para explicar el origen de la masa.

COLISIONES

• Miden trayectoria
• En LHC hay 4 detectores

Tiene 150 millones de sensores que registran datos y necesita de 300 científicos diariamente.

LHC para la búsqueda de Boson de Higgs

El mundo subatómico

Mecánica cuántica

La física estudia las fuerzas que mantienen unidas a las partículas y su composición

Las partículas subatómicas

estudia el movimiento de las partículas muy pequeñas

Neutrones, protones y electrones

QUARKS

LEPTONES

}

El átomo esta constituido por

nucleo corteza

Debido a la dificultar de explicar ciertos enigmas con la física clásica.

Dalton:

``teoría atómica``

Explicar como están constituidos los átomos.

Electrones.

Fuerza nuclear fuerte: atracción entre núcleos vecinos, venciendo la repulsión.

Un poco de historia...

Interacciones electromagnéticas,

Fuerza nuclear débil: estabilizar al núcleo

Las primeras investigaciones en torno a la composición de la materia:

Partículas elementales

También analiza e identifica las fuerzas que intervienen en las interacciones de los quark, leptones y otras que se van conociendo desde que se construyeron los aceleradores de partículas

• Boyle: ideo un concepto de elemento quimico

Núcleo

• Dalton: los elementos químicos están formados por átomos.

Átomos

• Rutherford: ideo un experimento para descifrar la estructura del átomo.

neutrones, electrones y protones.

ATOMOS constituidos por un NUCLEO, formado por partículas subatómicas llamadas PROTONES Y NEUTRONES y a su alrededor se mueven otras partículas denominadas ELECTRONES

Quarks

Leptones

ACELERADOR DE PARTICULAS

nuevas partículas

• Descomponer partículas pequeñas.

• estudian las colisiones

quark

• Mesones

• las explosiones dan lugar a nuevas partículas

3 tipos nuevos de quark

bariones y mesones

• Charm

• bottom

• top

junto a los antiquarks

solo se encuentran formando parte de partículas compuestas llamadas HADRONES

Mesones

Bariones

LEPTONES

Pueden encontrarse solos.

Tau

Electrón

Muon

Neutrinos

Fuerzas e interacciones

Fuerzas o interacciones electromagnéticas

Fuerzas e interacciones

son debida a las interacción entre las partículas.

Responsables de ligar los electrones al núcleo.

Son de 4 tipos:

Gravitacionales Electromagnéticas

Fuertes y Débiles

los átomos se combinan entre si para formar moléculas o cristales, a causa de los efectos electromagnéticos producidos por su subestructura cargada.

Fuerza mediadora: FOTON

interacción nuclear fuerte

• mantiene unido a los quark entre si, formando hadrones

Boson de Higgs:

partículas mediadoras: Gluones.

Protones y neutrones

efecto residual

Interacciones debiles

}

]

entre sus constituyentes

Un quark se convierte en otro quark, o bien, un lepton en otro.

Todos los leptones y quarks masivos, decaen para formar otros mas livianos.

Partículas mediadoras: Bosones W y Z.

Si se produce en LHC:

Muchas colisiones

Hay detectores

ALICE

Boson de Higgs

ATLAS

ENERGIA

CMS

ACELERADOR DE PARTICULAS

Unidades de la energia

LHCb

El joule

unidad del sistema internacional.

suele usarse como kJ

Utilizan campos electromagneticos para acelerar particulas y alcanzar velocidades muy altas.

Años 90'

Kilowatt-hora

Fase de diseño, aprobación y construcción del acelerador y detectores.

unidad de uso frecuente en la medicion de electricidad.

La construcción

Año 2008

Electro-volt

LHC

Soporte principal CERN

Operación en pruebas

suele usarse en fisica nuclear (unidades pequeñas)

Trabajaron 10.000 científicos

Gran Colisionador de Hadrones.

Gran Colisionador de Hadrones

El boson de Higgs determina la ausencia o presencia de masa

99,99% de velocidad

protones dan 11,2 vueltas al tunel por segundos

Lo hace colisionar en los detectores, donde

se estudian sus efectos.

Sirve para acelerar particulas y hacerlas colisionar y asi crear nuevas particulas.

Campo de Higgs

PROCESOS

1 - Haces de partículas se inyectan en el túnel a una energía de 0,45 TeV y se aceleran

}

• es una especie de continuo que se extiende por todo el espacio.

2 - Cuando se compruebe el correcto funcionamiento de la máquina, se inyectarán haces en sentido contrario para provocar la colisión de partículas y analizar sus consecuencias.

Más energía las partículas chocan

= más masa tendrán los resultantes

• formado por un incontable numero de Bosones de Higgs

El Boson de Higgs es difícil de detectar porque se desintegra instantáneamente, dando lugar a otras partículas elementales

Fisica de altas energias

{

Tiempo de vida de un Boson de Higgs es demasiado corto y muchos otros procesos podrían generar las mismas partículas

probabilidad de

ser descubierto

La masa de las partículas estaría causada por una especie de "fricción" con el campo de Higgs, las partículas más ligeras se moverían por este campo fácilmente y las más pesadas con más dificultad

La paternidad de

un descubrimiento

estudia la materia,sus componentes e interacciones.

los físicos deben tener un exceso de colisiones significativas para reclamarlas y esto necesita otra magnitud

]

En el interior del anillo del acelerador colisionan protones entre sí a una velocidad cercana a la luz

los choques frontales de estos a 20 TeV producirían

Bosones de Higgs

Establece la significancia estadística del descubrimiento

[

"número de sigmas"

sigloXX

Respecto al boson de Higgs

Nivel de 5 sigma

teoria de la relatividad.

mecanica cuantica.

anti-materia.

primer positron.

los quarcks.

neutrinos.

Modelo Estandar.

Andrada, Virginia

Ortega, Juliana

Pauletti, Agustina

Vivian, Martina