Modelo EstndarPreparado por:

Prof. Elba M. Seplveda, c.Ed.D.CROEM 16 marzo 2013

Qu es el modelo estndar?

Teora que describe las relaciones entre las interacciones fundamentales conocidas y las partculas elementales que componen toda la materia.

Tres generaciones de la materia

Toda la materia visible est hecha de la primera generacin de partculas.

Tambin se le conocecomo famila I, II y III.

Quarks

Quarks

http://www.particleadventure.org/quarks.html

Junto a los leptones son los constituyentesfundamentales de la materia.

Son los nicos queinteractan con las cuatrofuerzas fundamentales.

Siempre se encuentranunidos con otros.

El descubrimiento del mesn J/ en 1974 llev al reconocimiento de que ste estaba hecho de un quark encantado y su antiquark.

El color

http://www.particleadventure.org/quarks.html

El concepto de partcula

Gota

Molcula

tomo

Protn

Quark

Los modelostienenlimitaciones.

En resumen, los quarks:

Son las nicas partculas fundamentales que interactan con las cuatro fuerzas fundamentales.

Junto con los leptones, son los constituyentes fundamentales de la materia.

En la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Se encuentran en grupos, llamados hadrones, de

dos o tres quarks, conocidos como mesones y bariones.

Hadrones

Mesn

Son partculas compuestas de un quark y su antiquark.

Pion, kaon, J/

+++

Compuestos de tres quarks.

p, n,

Barin

http://www.particleadventure.org/hadrons.html

Bariones

Tabla de bariones

Leptones

Qu es un leptn?

Son partculaselementales

Electrn - e

Mun - Tau -

Tienen masasdiferentes.

Incluye los distintostipos de neutrinos.

Neutrinos

Son un tipo de leptn. Casi no tienen masa. Partcula ms abundante

en el universo.

Hay 700M por cadaprotn.

Hasta los guineos emitenneutrinos debido a la radiactividad natural del potasio.

Neutrinos

No interaccionan con otras partculas.

Pueden pasar a travsde la Tierra y de cualquier materia sin perturbarla.

Pueden ser afectadospor la fuerza nuclear dbil y la gravitatoria.

Decaimiento de leptones

En resumen, los fermiones son:

Quarks Up down Charm - strange Top botom

Leptones Electrn- e

Tienen spin de mltiplos de

BosonesAcarreadores de las fuerzas mediadores de fuerzas

Tienen un espn entero (0,1,2,...). No cumplen el principio de exclusin de

Pauli

Establece que no puede haber dos fermiones con todos sus nmeros cunticos idnticos.

Siguen la estadstica de Bose-Einstein. Tipo de mecnica estadstica que describe las

propiedades de conjuntos grandes de partculas capaces de coexistir en el mismo estado cuntico en equilibrio trmico.

Bosones vs Fermiones

Principio de exclusion de Pauli

Se pueden apilar un infinito nmero de bosones en una caja pequea, por otro ladosolamente un nmero limitado de fermiones puede acomodarse en ese mismoespacio.A los bosones no les molesta compartir el espacio.

Fuerzas en la naturaleza

????

Fuerzas en el modelo estndar

El fotn

Es la partcula que acarrea la fuerza electromagntica. No tiene masa. Viaja a la velocidad de la luz. Transmite la fuerza entre los electrones y el ncleo

atmico.

Cmo los tomos emiten fotones?

http://science.howstuffworks.com/light7.htm

El glun

Bosn portador de la interaccin nuclear fuerte.

No posee masa ni carga elctrica, pero s carga de color.

Estas partculas son las que "unen" los quarks dentro de los nucleones.

Transmite la fuerza entre los quarks dentro de los protones y neutrones.

Decaimiento

Ocurre cuando un leptn o un quark parece convertirse en uno ms ligero (se desintegra o decae), se dice que cambian de sabor.

Todos los procesos de cambio de sabor se deben a la interaccin dbil, y en todas ellas interviene uno de los tres tipos de bosones intermedios.

http://www-d0.fnal.gov/Run2Physics/top/top_public_web_pages/top_feynman_diagrams.html

Z Boson

Partculas quetransmiten fuerza entre neutrones y protonesen el ncleo atmico.

Partcula pesada queacompaa los bosonesW+ y W-.

Z Boson

Decaimiento de Z

http://www.symmetrymagazine.org/article/august-2008/explain-it-in-60-seconds-z-boson

W Boson

Transmite fuerzas Su decaimiento cambia

protones a neutrones y viceversa.

Causa fusin nuclear en las estrellas.

Crea elementospesados en las estrellas.

http://www.symmetrymagazine.org/article/january-2013/we-are-all-made-of-star-stuff-thanks-to-the-w

En resumen

Complejo pero es la mejor explicacin

Partculas fundamentales

Partculas en Fsica

La partcula que falta en el modelo es

Ese es el tema de la prxima presentacin.

Preparado por:

Prof. Elba M. Seplveda elbamsepulveda@gmail.com

Marzo 2013