El zoológico de partículas
Clase II
• Todas la partículas son:
Bosones: Spin entero, siguen la estadística de
Bose-Einstein (1924-25)
Fermiones: Spin semientero, siguen la
estadística de Fermi-Dirac (1926)
¿De qué está compuesto un protón?
d
u
q(u) = +2/3
q(d) = -1/3
q(p) = +1
u
e-
...y un neutrón?
d
u
q(n) = -1/3-1/3+2/3= 0
d
Materia ordinaria formada por partículas de 1a generación
(u, d, e, n e)
4-Marzo-2004
Begoña de la Cruz
Quarks
• 18 Quarks
• Predecidos por Murray Gell-Man en 1961
• En 1968 en colisiones porfundamente
inlestastica se prueba su existencia en SLAC.
• En el 1947 ya se habían observado por rayos
cósmicos.
Hagamos bariones !!
Quark
up
Charge, Q
down
+2/3
~5 [MeV/c2]
Mass
u
u
u
s
-1/3
-1/3
~10 [MeV/c2]
~200 [MeV/c2]
d
u
strange
d
d
s
s
u
d
Lambda (L)
s
d
u
s
Sigma (S+)
d
Sigma (S-)
Q=0
M=1116 MeV/c2
Q = +1
M=1189 MeV/c2
Q = -1
M=1197 MeV/c2
Lifetime~2.6x10-10[s]
Lifetime~0.8x10-10[s]
Lifetime~1.5x10-10[s]
Han sido observadas pero decaen realmente rapido
s
Mesons
 Mesons son el 2do miembro del familia de hadrones
 Se forman cuando un quark y un anti-quark se juntan
d
u
Cuál es la carga de
esta partícula?
Q=+1, y se la llama p+
M~140 [MeV/c2]
Lifetime~2.6x10-8 [s]
d
s
Cuál es la carga de
esta partícula?
Q= 0, este strange
meson es llamado K0
M~500 [MeV/c2]
Lifetime~0.8x10-10 [s]
d
c
Cuál es la carga de
esta partícula?
Q= -1, y este charm
meson es llamado DM~1870 [MeV/c2]
Lifetime~1x10-12 [s]
Construyendo Hadrones
Generations
Charge
= -1/3
Charge
= +2/3
I
d
II
s
III
b
El top quark
decae ante que pueda
Formar un barion o un meson
(down) (strange) (bottom)
u
c
t
(up)
(charm)
(top)
Entonces, se pueden construir muchos posibles baryons por la combinación de
3 quarks (5 x 5 x 5 = 125)
También muchos mesones, formados por qq combinaciones: 5x5 = 25
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So, many of the particles discovered at accelerator experiments are
simply different types of baryons and mesons ( qqq or qq )
La aparición de la Partículas Fundamental
Generations
Charge
= -1/3
Charge
= +2/3
Charge
= -1
I
II
III
d
s
b
+ antiquarks
(down) (strange) (bottom)
u
c
t
(up)
(charm)
(top)
eIs nature really like this?
+anti-electron
(positron)
Muons
Fueron encontrados en experimentos
De rayos cósmicos (1937).
Son usados como una prueba para
la dilatación del tiempo
Se ha encontrado que se comporta
Idéntico al electrón,
excepto que su masa es 200 veces
mayor que la del electrón
em=0.51 MeV/c2
mm=106 MeV/c2
Neutrino
1934: Se notó la falta de momentum para el
Decaimiento del neutron:
p
n
X
e
np+e-+X
Fermi propuso que este momentum no observable
(X) Era una nueva partícula el neutrino (n ).
Nobel Laureate: Enrico Fermi
 Si este neutrino realmente existe uno
debe de observar la reacción:
n + p  e+ + n
Debe leerse como “un
neutrino interacciona
con un proton, produciendo
un positron y un neutron”
Neutrino Discovery
 1956: Existencia del neutrino es confirmada al poner un detector cerca
de una fuente prolofica de neutrinos, nuclear
reactor, y se observó n+p  e+ + n (Nobel Prize)
Photon detectors
Fred Reines and
Clyde Cowan, 1956
Detector: H2O w/
Cadmium Chloride
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