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El mundo y sus partículas
Dr. Genaro Toledo
IFUNAM
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G. Toledo
Programa
Introducción
1.- Las partículas y las interacciones
2.- Ecuación de Dirac e invariancia
de norma
3.- El modelo estandar
4.- Experimentos
5.- Retos, mitos y realidades
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G. Toledo
Introducción
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G. Toledo
Las partículas
y
las interacciones
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G. Toledo
Cuántas
partículas
conoces ? . . .
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G. Toledo
Las partículas
FERMIONES
Espín fraccionario
BOSONES
Espín entero
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Fermiones
LEPTONES QUARKS
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G. Toledo
Bosones
Mediadores de las interacciones entre
fermiones.
Gravitón
W, Z
Fotón
Gluón
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G. Toledo
Grupos de 2 quarks se llaman mesones
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G. Toledo
Grupos de 3 quarks se llaman bariones
Protón (uud)
Neutrón (udd)
L (uds)
W (sss)
S (dds)
Las cargas totales
deben ser enteras
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G. Toledo
Las interacciones
Interacción Gravitacional
Interacción Electromagnética
Interacción Fuerte
Interacción Débil
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G. Toledo
Interacción Gravitacional
Ley de Newton
Mediador: gravitón
Alcance: infinito
Fuente: masa
Orbitas planetarias
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Interacción Electromagnética
QED
Mediador: fotón
Alcance: infinito
Fuente: carga
eléctrica
Dispersión de
Rutherford
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Interacción Fuerte
QCD
Mediador: gluón
Alcance: fermi
Fuente: carga de
color
Dispersión protón-
neutrón
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G. Toledo
Interacción Débil
Teoría de Fermi
Mediador: W, Z
Alcance: 0.0001 fermi
Fuente: carga débil
Decaimiento beta
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G. Toledo
Cuántas
partículas
conoces ? . . .
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G. Toledo
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G. Toledo
Ecuación de Dirac
e
invariancia de norma
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G. Toledo
De dónde surgen
los mediadores
de la interacción ?
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G. Toledo
Ecuación de Dirac
(g.p – m ) Y = 0
Relativista
Espín
Invariancia de Lorentz
Lineal en las derivadas
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G. Toledo
Observaciones a las soluciones
Soluciones de
energía positiva y
negativa
Estados izquierdos y
derechos
Caso de masa cero,
separables
Paridad
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G. Toledo
Lagrangeano
L= E. Cinética – E. Potencial
Ecuaciones de Euler-Lagrange
Ecuaciones de movimiento similares, por ejemplo, a las leyes de Newton
Teorema de Noether (cantidades conservadas)
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G. Toledo
Invariancia de norma
Observables y la función de onda al
cuadrado.
Función de onda determinada hasta una
fase.
Invariancia: GLOBAL LOCAL
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G. Toledo
Lagrangeano de una partícula
fermiónica libre
Término cinético
Término de masa del fermión
Término de interacción
Término de masa del campo de norma?
EXIGIENDO INVARIANCIA DE
NORMA
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G. Toledo
La naturaleza invariante de norma
Electromagnetismo: Fotones (1)
Débil: W, Z (3)
Fuerte: Gluones (8)
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G. Toledo
De dónde surgen
los mediadores
de la interacción ?
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G. Toledo
P A U S A
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G. Toledo
Y la investigación ?
Información: Particle Data Group
http://pdg.lbl.gov/cpep.html
Base de datos sobre nuevos trabajos
http://arxiv.org
Publicación de trabajos.
Tesis y docencia
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G. Toledo
El modelo estandar
![Page 32: El mundo y sus partículas - UNAM · El mundo y sus partículas Dr. Genaro Toledo IFUNAM. G. Toledo Programa Introducción 1.- Las partículas y las interacciones 2.- Ecuación de](https://reader034.vdocuments.co/reader034/viewer/2022050601/5fa82dae8b72030ff17b9635/html5/thumbnails/32.jpg)
G. Toledo
Cómo calculamos
la probabilidad
de que ocurra un proceso ?
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G. Toledo
Unificación electrodébil
Unificación electricidad-magnetismo:
Maxwell
Electromagnetismo-débil: Weinberg,
Glashow y Salam
Simetría rota a bajas energías
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G. Toledo
La naturaleza invariante de norma
Electromagnetismo: Fotones (1)
Simetría: U(1)
Débil: W, Z (3)
Simetría: SU(2)
Fuerte: Gluones (8)
Simetría: SU(3)
Generadores D2 - 1
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G. Toledo
Teoría electrodébil: U(1)xSU(2)
Mecanismo de Higgs
Rompimiento espontaneo
de la simetría
Genera las masas de
los bosones de norma.
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G. Toledo
Lagrangeano = Corriente débil cargada (W)
+ Corriente neutra (Z)
+ Corriente EM neutra (fotón)
REGLAS DE FEYNMAN
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G. Toledo
Simetrías discretas
Paridad: Inversión espacial
Conjugación de carga
Inversión Temporal
Teorema CPT
Violación de CP
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G. Toledo
Cómo calculamos
la probabilidad
de que ocurra un proceso ?
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G. Toledo
Experimentos
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G. Toledo
Cómo medimos
lo que pasa con
una partícula ?
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G. Toledo
Aceleradores
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G. Toledo
Registro de eventos
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G. Toledo
Detección de partículas del espacio
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G. Toledo
Observaciones astronómicas
Supernovas
Estrellas de
neutrones
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G. Toledo
Plasma de quarks y gluones
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G. Toledo
Cómo medimos
lo que pasa
con una partícula?
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G. Toledo
Retos, mitos
y realidades
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G. Toledo
Ya les medimos
y
explicamos todo ?
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G. Toledo
Gran unificación
Valores de las masas de las partículas
Simetría entre fermiones y bosones
Mundo de 4 dimensiones
Propiedades de partículas
Como se distribuyen los quarks en el hadron
Deconfinamiento de quarks
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G. Toledo
Unificación de las interacciones ?
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G. Toledo
Nuevos estados de la materia?
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G. Toledo
Y si viven
Mesones con
espín=1
Conocemos la carga
vía su conservación
El momento dipolar
magnético de
ninguno de ellos se
ha podido medir.
0.00000000000000000000001 segundos ?