La particula dios al alcance de la mano

LA PARTÍCULA DIOS AL
ALCANCE DE LA MANO: ¿?

AGUSTIN ZÚÑIGA GAMARRA
PhD Física

Presidente de la Asociación de Profesionales Nucleares del Perú
Lima,27 de octubre de 2012

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A. ZUÑIGA , PARTÍCULA DE HIGGS 28/10/2012

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ORGANIZADORES:
Dirección de Intereses Espaciales de la Fuerza Aérea del Perú, DINAE - FAP, el Centro
de Preparación para la Ciencia y Tecnología, CEPRECYT, y el Centro de Estudios
Aeroespaciales y Ciencias del Espacio, CEACE

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See. Within the ATLAS particle detector, a particle collision appears to produce a Higgs
boson that decays into two pairs of electrons (red and blue).

A Cho Science 2012;337:1286-1289

Published by AAAS

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PREGUNTAS
1. ¿Qué es la partícula de Higgs?. R1
2. ¿Porqué es importante?
3. ¿Porqué se asegura que se descubrió?. R3
4. ¿En qué consistió el experimento?
5. ¿Qué expectativas para la física se espera?
6. ¿Quién fue Peter Higgs?
7. ¿Qué es la física de partículas?.P4, R7
8. ¿Qué es el Modelo Estándar?
9. ¿Finalmente qué es la masa y de donde viene?
10. ¿Cuánto costó el hallazgo?
11. ¿Se podrían identificar algunas aplicaciones ?

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Soporte
• ¿Qué es la partícula de Higgs?. Higgs-1
• El modelo estándar. ME-1
• El CERN. Cern-1

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¿Qué es la Física de Partículas?

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Explorando Dentro de los Átomos y
Núcleos

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Dimensiones Subnucleares

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Clasificación de elementos por
Medeleev

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Clasificación de Partículas Elementales

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¿De qué está compuesto un protón?

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Antimateria

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Interacciones entre Partículas

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Modelo Estándar de Partículas
Elementales

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¿Qué instrumentos nos permiten
“observar” estas partículas?

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Colisiones de partículas a muy alta
energía

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¿Cómo se aceleran partículas?

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¿Cómo curvar trayectorias de
partículas?

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Idea esquemática de acelerador
circular = colisionador de partículas

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Punto de interacción o colisión en un
acelerador circular

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Elementos de un acelerador

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Sección de un acelerador Cuadrupolo

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Porción del tubo de haz abierto

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Interior de túnel de acelerador

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Centro Europeo para la Investigación
Nuclear (CERN). Ginebra, Suiza

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CERN (1954 - )

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Cadena de aceleradores en el CERN

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Acelerador LEP del CERN

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Vista aérea de la zona del CERN

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Tipos de experimentos

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¿Qué ocurre en la interacción?

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Algunos ejemplos de interacciones

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Colisión q q

See?Within the ATLAS particle detector, a particle collision appears to produce a Higgs
boson that decays into two pairs of electrons (red and blue).

A Cho Science 2012;337:1286-1289

Published by AAAS

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Esquema típico de un detector

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Identificación de partículas en L3
(El experimento L3)

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Identificación de partículas en
distintos detectores

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Suceso
típico en
cámara de
burbujas
(1960)

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Experimento L3

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¿Cómo llegan hasta nosotros los datos?

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Productos de colisión detectados con
ALEPH

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Productos
de colisión
detectados
con DELPHI

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Experimento de blanco fijo A. ZUÑIGA , PARTÍCULA DE HIGGS 28/10/2012

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… no está completo

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Aplicaciones de aceleradores y física de
partículas

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Algunos laboratorios en el mundo

Quarks no se encuentran aislados!!
• En la naturaleza los Quarks se encuentran en
HADRONES (partículas compuestas de Quarks)
Los Hadrones se dividen en:
Bariones: partículas compuestas de
3 quarks o 3 anti-quarks
Mesones: partículas compuestas de
2 quarks

• Cuando un quark esta solo este siente una fuerza
Atractiva grande y cuando esta con otro esta
como libre.

Materia Conocida
• Hasta el momento se han identificando “”12””
“building blocks” que son fundamentales
constituyentes de la materia.
• Es esta subdivisión infinita ? NO

• Nuestro mundo está hecho solamente
de tres constituyentes de la materia
fundamentales.
up & down quarks y el electron y neutrino
(Base de la tabla periodica de los elementos)

MATERIA

• Existen 3 generaciones o familias de la materia.
• La naturaleza ha replicado los componentes de
la primera Familia.
• Conocemos las 3 generaciones y no hay nada que
indique la existencia de más sets de quarks y
leptons, pero si se especula que pueden haber
otros “building blocks” que son parte de la
materia obscura o “dark matter”
• Toda la materia visible en el universo hoy día
está hecha a base de la primera generación de
materia.

GENERACIONES DE LA MATERIA
Carga electrica
e- = - 1.60 x 10-19 C

Quarks
2/3 |e-|
-1/3 |e-|
Neutrinos
0 |e-|
Leptons
-1 |e-|

QUARKS y ANTIQUARKS

• Los quarks tienen carga de
(2/3) y (-1/3)
• Los antiquarks tienen carga de
(-2/3) y (1/3)
• Se categorizan por sabores,
cada quark es un sabor.
• cada antiquark es un
anti-sabor

BARIONES
• Son un tipo HADRON compuesto de 3 quarks o 3
antiquarks.
• Los protones se hacen de (uud)
• Los neutrones se hacen de (ddu)
Protones =(2/3 +2/3 + -1/3) = +1
Neutrones=(-1/3+ -1/3 +2/3)= 0

MESONES

Tipos de mesones:
* pion
* kaon
* rho
* B-zero
* eta-c

Hay alrededor de 140 tipos de mesones.
Los mesones se hacen de un quark y un antiquark.

PARTICULAS Y ANTIPARTICULAS
• Las antimateria existe tanto como la materia.
(en el universo hay una descompensación de materia y
anti-materia. No se sabe el por que)
• Cada partícula tiene su antipartícula correspondiente.
• En el caso de los quarks, antiquarks son su antipartícula.
• La partícula y la antipartícula:
1. Ven y comportan iguales( propiedades opuestas)
2. Siempre estan en pareja.

LEPTONES

• ¿QUE ES UN LEPTON? Es un fermion que no
participa en interacciones fuertes.

Leptones y Neutrinos
• Neutrinos son un tipo de lepton que son
electricamente neutros.
• No interaccionan.
• Se producen especialmente en descomposicion
radioactiva o “decay”.

Fuerzas e Interacciones
• A nivel fundamental, LA FUERZA
no es solamente algo que le sucede
a las partículas, es algo que
sucede entre dos partículas.
• La fuerza es el efecto en una
partícula debido a la presencia de
otras partículas.
• Toda interacción que afecta las
partículas se debe al intercambio
de partículas mediadoras.

FUERZAS E INTERACIONES
Hay cuatro Fuerzas en la Naturaleza:
1. GRAVITACIONAL
2. ELECTROMAGNETICA
3. FUERTE
4. DEBIL
Las partículas transmiten fuerzas entre ellas
al intercambiar sus partículas mediadoras
llamadas bosones.

Fuerza GRAVITACIONAL

• Es la fuerza mas familiar para nosotros.
• No la incluimos en el Modelo Standard
(sus efectos son despreciables a nivel
fundamental, y aún no encuentran como
incluirla en el modelo)
• Cuando se pueda acoplar esta interacción al
MODELO, su partícula mediadora será
llamada GRAVITON.

FUERZA FUERTE

• Es responsible para mantener los
quarks unidos para que se formen
protones, neutrones NUCLEO
• EL Boson (mediadora)es: GLUON
gluon=glue=pega
• La interacción entre gluon y quarks
son las que se observan en la
Fuerza Fuerte.
• Los leptones no intervienen.

FUERZA ELECTROMAGNETICA
• Permite la unión de electrones al núcleo para formar
átomos y luego moleculas.
• Causa que cargas similares se repelen y cargas opuestas
se atraen.

• Fuerzas hoy en dia como: fricción, magnetismo… son parte
de la electromagnetica.

• La partícula mediadora es el fotón
(no tiene masa y al no tener masa permite la interacción
sólo de cargas eléctricas).
Viaja a velocidad de la luz.

FUERZA DEBIL

• Responsible del “decaimiento” de partículas
más pesadas a partículas menos pesadas.
• Ejemplo: quarks y leptones (se
descomponen a quarks y leptones de la
primera generación de la materia)

• La partícula mediadora es el W y Z
• W tiene carga electrica y Z es neutral.

CONCLUSION
Quarks y leptones: los bloques fundamentales

Materia
Ordinaria

Rayos
Cosmicos y
Aceleradores
de Partículas

ATOMOS
• Hidrogeno (1 proton , 1 electron)
¿CLASIFIQUE EL ATOMO Hidrogeno DESDE SU
COMPOSICION FUNDAMENTAL? --hint
*quark,leptons
Respuesta: uud = 2/3 + 2/3 – 1/3 = 1|e-|

Constituyentes basicos

lepton
e µ τ νe νµ
ντ

quark
u d s c b t

BIBLIOGRAFIA

• http://home.nycap.rr.com
• http://www.fnal.gov
• http://livefromcern.web.cern.ch/livefromcern/an
timatter/index.html
• http://wwwlapp.in2p3.fr/neutrinos/ankes.html
• www.particleadventure.org

Ya se viene!!

agustinz1@hotmail.com

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