Hace unos días se cumplieron años del nacimiento de Murray Gell-Mann (1929-2019). Su figura ha resultado decisiva para el entendimiento del Universo microscópico, ese en donde se encuentras las partículas fundamentales que le dan sentido a la estructura de la realidad.
La pesadilla de los bibliometristas son los artículos conjuntos de las Colaboraciones ATLAS y CMS que analizan colisiones del LHC en el CERN.Hasta ahora el récord de autores lo …...
¡Una fuerza demoledora capaz de acabar con todo! Así es la denominada fuerza fuerte. Hoy vamos a tratar de explicar este concepto a través de una compleja te...
En el verano de 1963 el físico André Petermann fue postdoc en la División Teórica del CERN junto al doctorando George Zweig de Murray Gell-Mann. El 30 de diciembre de 1963 llegó a la revista Nuclear Physics un artículo de 4 páginas de Petermann que proponía que los mesones estaban formados por un par espinor-antiespinor y los bariones por tres espinores, y que estos espinores tenían carga fraccionaria. El 04 de enero de 1964 la revista Physics Letters recibió un artículo de 2 páginas de Gell-Mann proponiendo el modelo de quarks para los hadrones. El 17 de enero de 1964 está fechado un informe técnico del CERN de 20 páginas en el que Zweig propone el mismo modelo, pero le llama aces (ases, como en la baraja) a los espinores (quarks) que constituyen los hadrones.
Fermilab, el que fuera el mayor laboratorio del mundo en física de partículas, cumple 50 años. Creado en 1967 con el nombre de National Accelerator Laboratory, y renombrado en honor al físico italiano Enrico Fermi, el laboratorio ubicado en Chicago celebra este año medio siglo de trayectoria científica. Con el descubrimiento del quark bottom, del quark top y de uno de los tres tipos de neutrinos, Fermilab contribuyó a poner los cimientos del Modelo Estándar de Física de Partículas, además desarrollar la tecnología para aceleradores de partículas posteriores como el LHC. Con la vista puesta en un futuro dedicado a la física de neutrinos, una de sus científicas, Pushpalatha Bhat, repasa los 50 años del laboratorio en un coloquio Severo Ochoa organizado por el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV).
El campo de Higgs le da masa a los quarks, pero es casi irrelevante para entender la masa del protón. Sin embargo, su papel es fundamental para entender la masa del pión. El origen de la masa de los hadrones es una combinación de la anomalía de traza (que explica casi toda la masa del protón, pero casi nada de la masa del pión) y de la interacción de Yukawa mediada por el Higgs. El origen de la masa de los hadrones en el modelo estándar parece estar relacionado con el problema del salto de masa en las teorías de Yang–Mills puras (sin fermiones), cuya solución recibirá un Premio del Milenio del Instituto Clay de Matemáticas, dotado con un millón de dólares.
Me ha sorprendido que se publique un artículo en Nature sobre lo poco que sabemos sobre los hadrones exóticos. La cromodinámica cuántica (QCD) describe cómo interaccionan entre sí los quarks mediante el intercambio de gluones gracias a la cromocarga. No se han observado quarks libres y según la QCD siempre están confinados en sistemas ligados de cromocarga nula. Nada prohíbe estados confinados más allá de los hadrones (mesones y bariones). Ya hay evidencias de hadrones exóticos, tanto tetraquarks como pentaquarks. Pero aún no conocemos las reglas definitivas para su construcción.
Seguimos con la clasificación de las partículas elementales. Ya vimos en las entrada anterior de esta serie la clasificación establecida en términos del espín de las partículas. Ahora nos toca clasificar las partículas bajo otro criterio, las interacciones que sienten y generan.
Para describir partículas y sus interacciones hay que recurrir a la teoría cuántica de campos. Sin duda alguna, esta teoría es muy elaborada tanto desde el punto de vista físico como desde el punto de vista matemático. Sin embargo, se puede entender algunas de sus particularidades sin necesidad de meternos en berengenales. Espero ser capaz de transmitir la preciosa imagen que nos proporciona esta teoría.
Las partículas se pueden relacionar de diferentes formas conocidas como interacciones. En la física que nos rodea hay cuatro interacciones que hemos sido capaces de describir y parece que no hay más, por el momento.
Las partículas pueden interactuar bajo una o bajo varias interacciones. Las propiedades que hacen a dichas partículas sensibles a sentir y generar una interacción se denominan genéricamente “carga”. Así pues cada interacción tiene una carga asociada.
Las interacciones conocidas hasta la fecha son:
La gravedad – Interacción universal cuya carga es la energía. Dado que todo en física tiene energía, todo siente y genera gravedad. Seguramente tenemos en la cabeza que es la masa lo que genera y siente la gravedad, pero eso solo es la mitad de la historia. La carga gravitatoria es la energía en general y sabemos que la masa no es más que una forma de energía. Es una interacción que usualmente es atractiva, y digo usualmente porque sabemos que existen tipos de energía, la energía oscura, que tiene un efecto gravitatorio repulsivo. El electromagnetismo — Esta interacción es debida a las cargas eléctricas. Las partículas que sienten y generan la interacción electromagnética se dicen que tiene carga eléctrica. La carga eléctrica se divide en dos tipos, positivas y negativas, aparte del valor que tenga. Por supuesto hay partículas neutras, sin carga, que por tanto no sienten esta interacción. También entendemos esta interacción en términos de atracciones y repulsiones. Interacción fuerte — Sin duda, la interacción que domina en el núcleo atómico. Es una interacción que está asociada a una carga denominada color. El color, que es un nombre inventado porque los que hacen ciencia son muy inventivos, es una carga que existe en tres variedades denominadas rojo, verde y azul. Es una interacción atractiva de muy alta intensidad pero de muy corto alcance. Solo opera a niveles nucleares y subnucleares. De hecho, es una interacción que disminuye cuanto es menor la distancia entre las partículas con carga de color y aumenta mucho si intentamos separar dichas partículas coloreadas. Interacción débil — Posiblemente la interacción más loca de todas, esta interacción no se entiende como atracciones o repulsiones como estamos acostumbrados. Esta interacción se encarga de cambiar unas partículas en otras, literalmente, una partícula de un tipo se convierte en una partícula de otro tipo. Lo mejor de todo, la carga de la interacción débil no es otra cosa que el tipo de partícula, a los tipos de partículas se denominan sabores. Por lo tanto, todas las partículas la sienten y la generan.
En el campo de las partículas elementales la gravedad es tan poco intensa que no se considera. Además todas las interacciones no gravitatorias las hemos podido describir en términos cuánticos, la gravedad aún no se ha dejado. La teoría de la gravedad cuántica sigue siendo un problema abierto en física.
Los secretos del Universo El fascinante “universo” cuántico » Durante mucho tiempo se creyó que los protones y neutrones que conforman el núcleo de los átomos eran partículas “elementales”, pero experimentos en los aceleradores de partículas en...
Entrevista a Marcelo Loewe, actualmente académico de la Universidad San Sebastián y anteriormente de la Universidad Católica de Chile. Revisamos el premio Nobel otorgado a Murray Gell-Mann por sus contribuciones a la teoría de quarks en física de partículas.
El modelo estándar de la física de partículas permite las corrientes neutras con cambio de sabor (FCNC) a nivel de lazo, pero las prohíbe a nivel de árbol; por tanto, las transiciones entre quarks de diferente sabor, pero con la misma...
El protón contiene pares virtuales de quark extraño y antiquark extraño. Mediante QCD en redes (LQCD) se ha determinado su contribución al momento magnético y a la distribución de carga eléctrica del protón. En promedio, los quarks extraños se distribuyen un poco más lejos del centro del protón que los antiquarks extraños. Esta asimetría en la distribución total de carga hace que contribuyan un (0.8 ± 0.2)% al momento magnético del protón según el último resultado de la Colaboración χQCD.
Thanks to a new development in nuclear physics theory, scientists exploring expanding fireballs that mimic the early universe have new signs to look for as they map out the transition from primordial plasma to matter as we know it.
La interacción débil solo afecta a las componentes levógiras de los quarks. Nada prohíbe que existan quarks llamados vectoriales a los que afecte también a las dextrógiras. CMS ha publicado su primera búsqueda de estos quarks tipo vectorial (VLQ) en el LHC Run 2, con colisiones a 13 TeV cm, mediante su desintegración en un bosón W y un quark bottom, es decir, para los quarks tipo vectorial llama dos T e Y, que se desintegran como T/Y →Wb.
Las colisiones electrón contra protón en el colisionador alemán HERA (Hadron-Electron Ring Accelerator) permiten estimar el radio de un quark dentro de un protón. El resultado tras acumular 1 /fb de colisiones es un radio R < 0,43
Los quarks de tercera generación se llaman t/b porque los de segunda se llaman s/c, y la d ya se usó para los de primera u/d. Lo habitual es llamar a los quarks t/b como top/bottom (cima/fondo), nombres usado por Haim Harari en 1975 , por
To get content containing either thought or leadership enter:
To get content containing both thought and leadership enter:
To get content containing the expression thought leadership enter:
You can enter several keywords and you can refine them whenever you want. Our suggestion engine uses more signals but entering a few keywords here will rapidly give you great content to curate.
Your new post is loading...
Scoop.it!
