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)

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 !!

s

ud

Lambda (L)

Q = 0M=1116 MeV/c2

Lifetime~2.6x10-10[s]

s

uu

Sigma (S+)

Q = +1M=1189 MeV/c2

Lifetime~0.8x10-10[s]

s

dd

Sigma (S-)

Q = -1M=1197 MeV/c2

Lifetime~1.5x10-10[s]

u d s

Charge, Q

Mass

+2/3 -1/3 -1/3

Quark up down strange

u u d d ss

~5 [MeV/c2] ~10 [MeV/c2] ~200 [MeV/c2]

Han sido observadas pero decaen realmente rapido

Mesons Mesons son el 2do miembro del familia de hadrones

Se forman cuando un quark y un anti-quark se juntan

ud

Cuál es la carga de esta partícula?

cd

Cuál es la carga de esta partícula?

Q=+1, y se la llama p+Q= -1, y este charm

meson es llamado D-

sd

Cuál es la carga de esta partícula?

Q= 0, este strangemeson es llamado K0

M~140 [MeV/c2]Lifetime~2.6x10-8 [s]

M~1870 [MeV/c2]Lifetime~1x10-12 [s]

M~500 [MeV/c2]Lifetime~0.8x10-10 [s]

Construyendo HadronesGenerations

I II III

Charge = -1/3

d(down)

s(strange

)

b (bottom)

Charge = +2/3

u(up)

c (charm)

t(top)

El top quarkdecae ante que puedaFormar un barion o un meson

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

Back to the Particle ZooSo, many of the particles discovered at accelerator experiments aresimply different types of baryons and mesons ( qqq or qq )

La aparición de la Partículas Fundamental

Generations

I II III

Charge = -1/3

d(down)

s(strange

)

b (bottom)

Charge = +2/3

u(up)

c (charm)

t(top)

+ antiquarks

+anti-electron(positron)

Is nature really like this?

e -Charge = -1

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 vecesmayor que la del electrón

m-e-

m=0.51 MeV/c2 m=106 MeV/c2

Neutrino

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, produciendoun positron y un neutron”

1934: Se notó la falta de momentum para el Decaimiento del neutron:

np

eX

n p + e - + X

Neutrino Discovery

Detector: H2O w/Cadmium Chloride

Fred Reines and Clyde Cowan, 1956

Photon detectors

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)