la particula dios al alcance de la mano

LA PARTÍCULA DIOS AL ALCANCE DE LA MANO: ¿?

AGUSTIN ZÚÑIGA GAMARRAPhD Física

Presidente de la Asociación de Profesionales Nucleares del PerúLima,27 de octubre de 2012

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

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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

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PREGUNTAS1. ¿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


24

Interacciones entre Partículas


25

Modelo Estándar de Partículas Elementales


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¿Qué instrumentos nos permiten “observar” estas partículas?


27

Colisiones de partículas a muy alta energía


28

¿Cómo se aceleran partículas?


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¿Cómo curvar trayectorias de partículas?


31

Idea esquemática de acelerador circular = colisionador de partículas


32

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


42

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


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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

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Esquema típico de un detector28/10/2012A. ZUÑIGA , PARTÍCULA DE HIGGS

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

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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


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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 de3 quarks o 3 anti-quarks

Mesones: partículas compuestas de2 quarks

•Cuando un quark esta solo este siente una fuerzaAtractiva grande y cuando esta con otro estacomo libre.

Materia Conocida

• Nuestro mundo está hecho solamentede tres constituyentes de la materiafundamentales.

� up & down quarks y el electron y neutrino(Base de la tabla periodica de los elementos)

• Hasta el momento se han identificando “”12””“building blocks” que son fundamentalesconstituyentes de la materia.

• Es esta subdivisión infinita ? �� NO

MATERIA

• Existen 3 generaciones o familias de la materia.• La naturaleza ha replicado los componentes dela primera Familia.

• Conocemos las 3 generaciones y no hay nada queindique la existencia de más sets de quarks yleptons, pero si se especula que pueden haberotros “building blocks” que son parte de lamateria obscura o “dark matter”

• Toda la materia visible en el universo hoy díaestá hecha a base de la primera generación demateria.

GENERACIONES DE LA MATERIA

�Quarks2/3 |e-|

-1/3 |e-|�Neutrinos

0 |e-|�Leptons

-1 |e-|

Carga electricae- = - 1.60 x 10-19 C

MASAS DE LOS QUARKS

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 unanti-sabor

Los Quarks tienen Color

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) = +1Neutrones=(-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 yanti-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 sucedea las partículas, es algo quesucede entre dos partículas.

• La fuerza es el efecto en unapartícula debido a la presencia de otras partículas.

• Toda interacción que afecta laspartículas se debe al intercambiode partículas mediadoras.

FUERZAS E INTERACIONES

Hay cuatro Fuerzas en la Naturaleza:1. GRAVITACIONAL2. ELECTROMAGNETICA3. FUERTE4. DEBIL��Las partículas transmiten fuerzas entre ellas

al intercambiar sus partículas mediadorasllamadas 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: GLUONgluon=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 formarátomos y luego moleculas.

• Causa que cargas similares se repelen y cargas opuestasse 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.

CONCLUSIONQuarks y leptones: los bloques fundamentales

MateriaOrdinaria

RayosCosmicos y Aceleradoresde Partículas

CONCLUSION

Para que sirve todo esto ?

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

leptone µ τ νµ τ νµ τ νµ τ νe ννννµµµµννννττττ

quarku 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!!

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