La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo...
Transcript of La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo...
![Page 1: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/1.jpg)
Alberto Casas (IFT-CSIC/UAM, Madrid)
CRIF Las Acacias 2013
La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándar
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 2: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/2.jpg)
LHC
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 3: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/3.jpg)
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 4: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/4.jpg)
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 5: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/5.jpg)
EL LHC es una máquina para acelerar y hacer chocar protones a enormes energías.
En cada colisión se producen cientos de partículas.
Del estudio de estas partículas se espera obtener información nueva y crucial para nuestra comprensión de la naturaleza.
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 6: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/6.jpg)
EL objetivo del LHC es traspasar la frontera actual del conocimiento básico
sobre la naturaleza
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 7: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/7.jpg)
¿ Por qué... ?
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 8: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/8.jpg)
¿Por qué hay tantas sustancias y objetos diversos?
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 9: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/9.jpg)
...
Tabla Periódica
...
Mendeleiev (1867)
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 10: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/10.jpg)
Tabla Periódica
?
Átomo
Rutherford (1909)
Bohr (1913)
Alb
ert
o C
asa
s,
Institu
to d
e F
ísic
a T
eó
rica
, IF
T-C
SIC
/UA
M,
Mad
rid
![Page 11: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/11.jpg)
protón neutrón electrón
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 12: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/12.jpg)
...
protón neutrón electrón
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 13: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/13.jpg)
protón neutrón electrón
¿Por qué existen estas tres partículas y a qué se deben sus propiedades?
Esta pregunta sólo ha podido ser respondida parcialmente
Aquí es donde chocamos con la frontera Aquí es donde chocamos con la frontera Aquí es donde chocamos con la frontera Aquí es donde chocamos con la frontera básica del conocimientobásica del conocimientobásica del conocimientobásica del conocimiento
Alb
ert
o C
asa
s,
Institu
to d
e F
ísic
a T
eó
rica
, IF
T-C
SIC
/UA
M,
Mad
rid
![Page 14: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/14.jpg)
Frontera actual
Modelo Estándar
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 15: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/15.jpg)
Modelo Estándar
(~1980)
Componentes de la Materia
Interacciones
Simetría
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 16: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/16.jpg)
MateriaMateria
1932 p, n, e ν
1937 µ
1940s mesones π, K
1950s partículas Λ, ∆, Σ, ...
...Actualmente se conocen unas 300 partículas
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 17: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/17.jpg)
En 1964 se propuso la idea de los quarks
u
d
u
protón
d
u
d
neutrón
Gell-Mann
Zweig
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 18: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/18.jpg)
u
d
u
protón
d
u
d
neutrón
¿Qué mantiene unidos a los quarks?
¿Por qué no se ha visto nunca un quark libre?
...Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 19: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/19.jpg)
νe
e
u
d
1a familia de partículas elementales
casi todo está hecho con ellas
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 20: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/20.jpg)
νe
e
u
d
1a familia
νµ
µ
c
s
2a familia
ντ
τ
t
b
3a familia
18971995
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 21: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/21.jpg)
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 22: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/22.jpg)
νe
e
u
d
1a familia
νµ
µ
c
s
2a familia
ντ
τ
t
b
3a familia
¿Por qué?
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 23: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/23.jpg)
Masas de las partículasMasas de las partículas
4.2b0,095s0,004d
173t1,25c0,002u
?ντ?νµ?νe
1,78τ0,106µ0,0005e
(en GEV)
leptones
hadrones
1a 2a 3a
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 24: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/24.jpg)
InteraccionesInteraccionesA
lbe
rto
Ca
sa
s,
Institu
to d
e F
ísic
a T
eó
rica
, IF
T-C
SIC
/UA
M,
Mad
rid
![Page 25: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/25.jpg)
Todas estas interacciones son manifestaciones de sólo
4 interacciones básicas
gravitatoria fuerte
electromagnética débil
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 26: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/26.jpg)
Estas interacciones están mediadas por otras partículas: mensajeros de la interacción
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 27: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/27.jpg)
e
ee
e
γ Interacción Electromagnética
≡ Intercambio de fotones
Estas interacciones están mediadas por otras partículas: mensajeros de la interacción
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 28: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/28.jpg)
G (gravitón)Gravitatoria
bosones W, ZDébil
g (gluón)Fuerte
γ (fotón)Electromagnética
Partícula MediadoraTipo de Interacción
¡tienen masa!
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 29: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/29.jpg)
Masas de las partículasMasas de las partículas
4.2b0,095s0,004d
173t1,25c0,002u
?ντ?νµ?νe
1,78τ0,106µ0,0005e
(en GEV)
leptones
hadrones
1a 2a 3a
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 30: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/30.jpg)
SimetríaSimetría
...Quizá el concepto más importante en la física de partículas moderna
Simetría ≡ Invariancia bajo transformaciones
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 31: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/31.jpg)
¿ Presenta la naturaleza alguna simetría ?
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 32: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/32.jpg)
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 33: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/33.jpg)
Lo verdaderamente fundamental no son los objetos, sino las leyes de la física que los originan.
... y las leyes de la física tienen una enorme simetría
Es decir, quedan invariantes bajo ciertas transformaciones matemáticas
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 34: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/34.jpg)
Las leyes de la física tienen invarianza temporal:
Por ejemplo:
no cambian con el tiempo
Conservación de la Energía
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 35: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/35.jpg)
Conserv. del momento
Conserv. de la energía
Conserv. del mom. angular
masa y espínCambios de sistema de referencia (transformaciones relativistas)
Traslaciones espaciales
Traslaciones temporales
Rotaciones
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 36: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/36.jpg)
...y aún hay más simetría
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 37: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/37.jpg)
Simetrías InternasSimetrías Internas
En una Teoría Cuántica de Campos (como el Modelo Estándar), los objetos fundamentalesno son las partículas sino los campos.
Las partículas son las excitaciones (cuánticas) del campo
Esto da posibilidades de nuevas simetrías
Campo Electromagnético
Fotón
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 38: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/38.jpg)
Imaginemos una teoría que depende de dos campos:
pero sólo a través de la combinación
la teoría es invariante bajo la transformación:
simetría internasimetría interna
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 39: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/39.jpg)
Emmy Noether (1915)
Las simetrías internas también producen cantidades conservadas
¡La conservación de la carga eléctrica proviene de una simetría interna de las ecuaciones del Electromagnetismo!
EMEM U(1)EM
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 40: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/40.jpg)
Simetrías LocalesSimetrías Locales
Si la simetría es válida para cualquier
simetría localsimetría local
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 41: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/41.jpg)
Simetrías locales
Interacciones
Yang & Mills (1954)
Las partículas mediadoras de esas interacciones han de ser bosones sin masa
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 42: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/42.jpg)
La interacción electromagnética y los fotones...
¡ La simetría EM es local !
... son consecuencia de una simetría localde la naturaleza
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 43: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/43.jpg)
CCOOLLOORR SU(3)C
Interacciones fuertes:
... son consecuencia de otra simetría local:
8 gluones (sin masa)(~1970s)
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 44: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/44.jpg)
u u
d
protón
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 45: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/45.jpg)
Interacciones débiles:
n
p
ν
e
Fermi (1933)
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 46: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/46.jpg)
Interacciones débiles:
p
ν
e
W –
un
dd
udu
W+, W – debían tener masaproblemaproblema
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 47: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/47.jpg)
Simetrías rotasSimetrías rotas
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 48: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/48.jpg)
A B0
0
Ruptura espontánea de simetríaRuptura espontánea de simetría
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 49: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/49.jpg)
A B0
0
Mecanismo de HiggsMecanismo de HiggsDa masa al
bosón mediador
(“fotón”)
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 50: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/50.jpg)
A B0
0
Mecanismo de HiggsMecanismo de HiggsPartícula con
masa (Higgs)
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 51: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/51.jpg)
→.. EspRupt
ED EM
Glashow SalamWeinberg
1960s
EDEDSimetría Electrodébil:SU(2)xU(1)
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 52: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/52.jpg)
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 53: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/53.jpg)
→.. EspRupt
ED EM
En el proceso 3 partículas mediadoras:
W+, W – , Z (Descubiertas en el CERN en 1983)
Y una partícula mediadora:
adquieren masa
(fotón)
queda sin masaAlberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 54: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/54.jpg)
A B0
0
Partícula con
masa (Higgs)
Si la teoría es correcta debería existir un bosón de Higgs con masa
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 55: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/55.jpg)
Esta es la única predicción importante del Modelo Estándar aún sin verificar
Pero es una predicción crucial
Producir un bosón de Higgs es equivalente a “sacar al vacío de su sitio” (por un instante
diminuto)
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 56: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/56.jpg)
El Higgs es también necesario para dar masaal resto de las partículas elementales.
Interacción con el campo de Higgs
Fricción con un líquido viscoso≡
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 57: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/57.jpg)
Bosón de Higgs Ondas en el líquido viscoso≡
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 58: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/58.jpg)
Objetivos del LHCObjetivos del LHC
Descubrir el bosón Descubrir el bosón de Higgsde Higgs
Descubrir la física Descubrir la física más allá del M.S.más allá del M.S.
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 59: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/59.jpg)
Pero si el Mod. Est. Pero si el Mod. Est. funciona tan bien, funciona tan bien,
¿Por qué ir más allá?¿Por qué ir más allá?
Qué hay de malo con Qué hay de malo con el Mod. Est.?el Mod. Est.?
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid
![Page 60: La Frontera de la Física de Partículas. El Modelo Estándarprojects.ift.uam-csic.es/outreach/images/talks/Modelo-Estandar... · Estas interacciones están mediadas por otras partículas:](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022031119/5bb2d69709d3f2a62e8d1fdc/html5/thumbnails/60.jpg)
...Continuará en ...Continuará en parte 2...parte 2...
Alberto Casas, Instituto de Física Teórica, IFT-CSIC/UAM, Madrid