Modelo estándar de las partículas

Referencia bibliográfica:

(Indicar fuente, según normas APA)

Moreira, M.A, (2009), El modelo estándar de la física en partículas. Revista brasileña de enseñanza de física, 31(1):1306.

Tipo de documento(Por ejemplo artículo, capítulo de libro, libro)

Revista brasileña de enseñanza de física, 31(1):1306.

Palabras clave:

(máximo 5)

Modelo estándar, partículas elementales, enseñanza de física, materia y antimateria, bosón de Higgs.

Descripción(Este apartado incluye los propósitos indicados en el documento)

Inicialmente, se presenta, de modo simplificado, el Modelo Estándar como una teoría sofisticada que identifica las partículas elementales y sus interacciones. Después, en el ámbito de esa teoría, se enfocan aspectos – el vacuo no es vacío; partículas desnudas y vestidas; materia oscura y viento oscuro; materia y antimateria; el campo y el bosón de Higgs; neutrinos oscilantes – que pueden ser motivadores desde el punto de vista de la enseñanza y del aprendizaje de la Física. Finalmente, se discute la probable superación de esa teoría por otra más completa.

Referentes conceptuales

(Indicar las principales fuentes mencionadas en el texto, resaltando de manera concreta sus aportes teóricos)

 Kane,G.(2003): nos hace un resumen corto de todo lo que pasa en nuestro mundo; esta resumido en una teoría matemática sobre la naturaleza, sus reglas y ecuaciones.

(Scoccola, 2004): nos resalta la existencia de pentaquarks, lo cual es cuatro quarks y un antiquark.

(Fritzsch,1993, p.146): nos habla del vacuo, de su producción y como funciona en sí.

(Menezes,2005, p. 89): nos explica de que los vacuos nunca están vacíos, siempre hay objetos en movimiento.

(Fritzsch,.1983, p. 148): nos habla de que, si un electrón entra en un vacuo, este atraería todos los positrones virtuales y quedaría totalmente polarizado.

(colas t Tuchming,2004): nos habla que los vacuos como ya mencionados, cuentan con otro campo fundamental, es cual es llamado campo de Higgs.

(kane, 2003): el estado de energía mínima del campo de Higgs ocurriría cuando se anularán mutuamente, si no que su valor diera algo distinto a cero.  

(ibid., p. 62): nos habla del campo de Higgs el cual el no nulo atraviesa el universo, y las partículas están siempre interactuando con este.

(Lemos,2001): nos habla de la fórmula de Einstein: E = mc^2. Y como se relaciona con la masa y la energía.

(kane, 2005): nos habla de como una particula normal a la hora de pasar por un  campo, quedaría totalmente polarizada de esta y con eso daría la masa “metafóricamente”.

(Fritzch, 1983): nos habla que la antimateria está constituida de antiprotones, antineutrones, antielectrones, antileptones, antiquarks.

(Collins, 2005): nos hablan de que pudieron crear los antiatomos.

(Schumm, 2004): nos habla de que si en el universo hubiera la misma cantidad de materia y antimateria, no sería un universo en paz y estabilidad.

(Schumm, 2004, p. 16): nos habla que las 4 fuerzas fundamentales no explican el predominio que tiene la materia sobre la antimateria.

(Fritzch, 1983, p. 142): nos habla de que en el CQD hay 8 cargas de color.

Resumen

(Indicar entre otros, aspectos metodológicos del estudio, hallazgos o aspectos centrales desarrollados por el autor(es) en el documento)

El modelo estándar de las partículas es una teoría, esta teoría nos dice que las partículas tienen hadrones que se constituyen por quarks (bariones que son 3 quarks o 3 antiquarks; o mesones que es un quark y un antiquark). Existen 6 clases leptones y 6 de quarks (por una propiedad, hay 18 quarks), pero por cada partícula hay una antipartícula queda que hay 12 leptones y 36 quarks.

El electrón es el leptón más conocido, el protón y el neutrón son los hadrones más reconocidos.

Por una nueva evidencia se puede demostrar que hay partículas formadas por 4 quarks y un antiquark, pero cabe recordar que todo lo dicho es experimental; Los quarks siempre están unidos en hadrones, ya que nunca se detectaron solos.

En la naturaleza hay 4 interacciones: la carga de masa, la carga eléctrica, la caga de color y la carga débil, estas terminan siendo las fuerzas fundamentales y hacen que entre si, intercambien partículas; gracias a estos intercambios se derivan los fotones, los gruones, las partículas w y z, los gravitones y las cargas de color.

De igual manera como hay cargas, hay campos, los cuales son: el campo gravitacional, el campo electromagnético, el campo de la fuerza fuerte y el campo de la fuerza débil.

Como hay cuatro cargas, cuatro interacciones, cuatro fuerzas, cuatro tipos de partículas mediadoras y cuatro campos, hay un pequeño dilema el cual es que aún no fue detectado ningún gravitón y la gravedad, lo que hace que no encaje bien en la teoría del modelo estándar.

En los vacuos existen un gran número de pares de electron-positron virtuales, las cuales son partículas sin masa, que existen solo por un corto periodo de tiempo y en a pesar que pensamos que están vacías, nunca lo están, siempre hay objetos o sistemas que se mueven en ese espacio.

Si un electrón entra en un vacuo, este atraería todos los positrones virtuales y quedaría totalmente polarizado y no se podría ver la carga del electrón inicial, cuando esto sucede se le llama al electron, vestido, por la nube. Pero cuando sucede lo contrario, el electron queda con mayor carga eléctrica que el electron vestido y a esto se le llama electron desnudo; viendo esto de los electrones con sus nubes de positrones, también es posible hablar de quarks desnudos y vestidos o partículas desnudas y vestidas.

los vacuos cuentan con otro campo fundamental es cual es llamado campo de Higgs y se constituyen por la particula llamada bosón de Higgis, la cuales son paradojas de las partículas w y z; el estado de energía mínima del campo de Higgs ocurriría cuando se anularán mutuamente, si no que su valor diera algo distinto a cero. Dado a esto los aceleradores/colisionadores/detectores de partículas no habían podido alcanzar tal energía de estos bosones.

““Masa de reposo” y “masa relativística” es una terminología antigua, de inicio del siglo XX, para mantener la relación newtoniana entre momentum, masa y velocidad (vmprr=. Sin embargo, la relación correcta es la expresión relativística 22c/v1/vmp−=rr de modo que, teniendo en cuenta que /dtpd F=, la expresión amF= es válida sólo en el límite no relativista, donde v/c<<1.”  Estos términos de masa de reposo y masa relativista están siendo mal utilizados y la definición de masa debe ser la que dio Einstein en la mecánica.

No hay que olvidar que hay evidencias que puede existir un modelo estándar supersimetrico el cual estaría basado en 5 bosones de Higgs, pero por el momento solo es una teoría.

La antimateria nace del intento de explicación del porque los electrones se pegaban al núcleo y esto dio la investigación de que son partículas con la misma masa y spin de los protones, neutrones y electrones, pero con carga opuesta. En los 50’ fueron descubiertos los antiprotones y antineutrones.

La materia y antimateria cuando entran en contacto se aniquilan mutuamente y convierten en energía.

El teorema de la simetría CPT es que investiga toda la antimateria

Teóricamente. La violación de la simetría CP permitiría que partículas y antipartículas hicieran un desorden en gran escala.

La teoría de las interacciones entre fotones y electrones se llama Electrodinámica Cuántica (EDQ); y la teoría de las interacciones entre gluones y quarks se llama Cromodinámica Cuántica (CQD), en el CQD hay 8 cargas de color.

En el universo hay un 95% de materia oscura y solo se conoce n 5% de la masa del universo. Este estudio de la masa se da por la teoría de que el universo se esta expandiendo o contrayendo y que esto esta en constante movimiento.

 La primero hipótesis es sobre el universo cerrado y la segunda es sobre el universo abierto.

Relación de la publicación con los objetivos del curso

Este articulo nos da entender y nos aclara varios puntos que no se tenían claros, sobre la composición de las partículas y sus subdivisiones, de la cantidad de reacciones que se hacen a cada segundo, sobre conceptos que teníamos mal en si su definición o una errónea idea de estos.

De igual manera nos complementa con los que no se alcanza o alcanzaremos a ver detenidamente en el curso, pero que es importante tener en cuenta para poder entender conceptos más complejos más adelante.

Comentarios-aportes(de quien elabora la ficha):

Es un artículo bastante pesado, que se tiene que leer con tiempo y paciencia pero que a pesar de estos motivos estas muy bien hecho para que una persona que tenga conocimientos básicos de la química, pueda entender e interpretar todo el conocimiento que nos da.

Autor(a) de la Ficha

Fecha de elaboración

25-08-2017