sábado, diciembre 29, 2012

Glosario: partículas fundemantales


Leptones (ℓ): Nombre genérico para el electrón (e), muón (µ), y el leptón tau (τ), partículas fundamentales que no se acoplan a la interacción fuerte.
Quarks (q): Partículas fundamentales que se acoplan a la interacción fuerte y se combinan para formar partículas compuestas llamadas hadrones (mesones y bariones). El bosón de Higgs puede decaer en un par quark bottom y antiquark bottom (H\rightarrow{b\bar{b}}).
Bosones: Partículas (fundamentales o compuestas) con número cuántico de espín entero (0, 1, 2, …); obedecen la estadística de Bose-Einstein, que permite que múltiples partículas se encuentren en el mismo estado cuántico.

Fermiones: Partículas (fundamentales o compuestas) con número cuántico de espín semientero (1/2, 3/2, 5/2, …); obedecen la estadística de Fermi-Dirac, que prohíbe que dos partículas se encuentren en el mismo estado cuántico (principio de exclusión de Pauli).
Fermiones fundamentales: Los leptones y los quarks.

Hadrones: Partículas compuestas de quarks y/o antiquarks unidos entre sí por la interacción fuerte (un campo de gluones). En un sentido estricto están formadas por infinidad de gluones y pares de quark-antiquark virtuales.
Mesones: Hadrones formados por un quark y un antiquark (unidos entre sí por gluones). Salvo los piones, la mayoría de los mesones tienen una vida corta y se desintegran rápidamente, siendo imposibles de observar directamente en los detectores del LHC.
Bariones: Hadrones compuestos de tres quarks de valencia o tres antiquarks de valencia, unidos entre sí por gluones (el campo de gluones es tan intenso que se forman una infinidad de pares quark-antiquark virtuales). Los protones y neutrones son bariones.
Unidades naturales de energía, masa y momento: La famosa ecuación de Einstein para la energía, momento y masa, E2 = p2c2m2c4, nos indica que si la energía E se mide en electrón-voltios (eV), el momento p se mide en eV/c, y la masa m en eV/c2. Los físicos de partículas suelen usar el convenio de quec=1, las llamadas “unidades naturales” que nos permiten expresar la energía, el momento y la masa en la misma unidad eV. En rigor un electrón-voltio es la energía que gana un electrón al atravesar una diferencia de potencial de un voltio; en la práctica, un eV es la energía típica de la química, los enlaces entre electrones de diferentes átomos en las moléculas.
MeV: El mega-electrón-voltio (MeV), un millón de eV, es la energía típica de la física nuclear, que une protones y neutrones en los núcleos.
GeV: El giga-electrón-voltio (GeV), mil millones de eV, es la energía asociada a la masa de un protón y/o neutrón; la partícula fundamental con mayor masa, a día de hoy, el quark top tiene una masa de 173 GeV.
TeV: El tera-electrón-voltio (TeV), un billón de eV, es la escala de energía a la que se aceleran protones en el mayor colisionador del mundo, el LHC (3 TeV en 2011, 4 TeV en 2012, y se espera alcanzar 13 TeV en 2015)

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