AN´ALISIS Y RECONSTRUCCI´ON DEL DECAIMIENTO HADR ...

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la diferencia entre el fotón que no tiene masa y los bosones WyZ.Así, si esta partícula existiera tendría un enorme efecto en la física y el mundo actual. Una de las formas en la que el detector CMS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) detectará el Bosón de Higgs se muestra en la figura 1–4. En la tabla 1–3 se resumen las propiedades de los bosones intermediarios. Figura 1–4: Diagrama para la formación del Boson de Higgs (Tomado de Neutrino Ettore Majorana Observatory) • Gravitón: Es un bosón hipotético que sería el que transmitiría la interacción gravitatoria cuyo spin debe ser igual a 2. Además por las condiciones de esta partícula, el gravitón no hace parte del modelo estándar. Tabla 1–3: Propiedades de los Bosones BOSÓN MASA CARGA SPIN VIDA (GeV/c2 ) ELÉCTRICA () MEDIA(s) Fotón γ 0 0 1 Infinita 8 Gluones 0 0 1 Infinita W + 80.4 +1 1 10−25 W − 80.4 −1 1 10−25 Z0 91.187 0 1 10−25 Gravitón?? 0 0 2 Infinita Higgs?? 130 - 190 0 0 10−21 1.3 Interacciones Fundamentales: El modelo estándar tiene como principal fin el organizar las partículas dependiendo de sus características principales. Dentro de la clasificación se ha utilizado el tipo de fuerzas que están presentes dentro del átomo y que afectan el comportamiento de las partículas fundamentales como constituyentes de la materia. Existen 4 interacciones fundamentales. En la tabla 1–4 se resumen sus principales características [5]. 5
Tabla 1–4: Interacciones y sus características Interacción Teoría que Rango Constantes de Intensidad rige (m) Acoplamiento (veces la gravitatoria) Gravitacional Relatividad ∞ KM 2 c =0.53 × 10−38 1 General (GR) Electromagnética Electrodinámica ∞ α = e2 1 4πhc = 137 Cuántica (QED) Débil Teoría 10 −18 αW =( Mc )2 ≈ 4α 10 30 Electrodébil Fuerte Cromodinámica αs ≈ 100α αs(Mz)=0.121 10 39 Cuántica (QCD) 1. GRAVITACIÓN: Es la más débil de las interacciones a nivel atómico, pero a grandes distancias es la fuerza más importante. La gravedad tiene un rango infinito y afecta a todas las partículas que tienen masa. Según la teoría cuántica gravitacional la acción de la gravedad puede deberse a una partícula sin masa y con spin = 2 que teóricamente recibe el nombre de gravitón 1 (tabla 1–4). Esta interacción no forma parte del modelo estándar. 2. ELECTROMAGNETISMO: Es la fuerza que actúa entre partículas eléctricamente cargadas. La fuerza electromagnética es una interacción de rango infinito, pero es mucho mas fuerte que la gravedad a nivel atómico. 3. DÉBIL (Fuerza Nuclear Débil): Esta interacción se debe al intercambio de bosones W y Z, que son los más pesados de todos los bosones, tabla 1–3, además es la fuerza que causa la desintegración beta (β). La palabra “débil” deriva del hecho que su campo de fuerzas es de 10 13 veces menor que la interacción nuclear fuerte. Ésta interacción es más fuerte que la gravitación a cortas distancias, (tabla 1–4) [6]. 4. FUERTE (Fuerza Nuclear Fuerte): Esta fuerza es mucho más fuerte que la electromagnética de modo que el núcleo es estable a pesar de que los protones están tan próximos unos de otros y a pesar de tener la misma carga eléctrica. La teoría fundamental que rige esta interacción es la QCD (“Quantum Chromo Dynamics”) donde se relacionan los quark y los gluones mediante la carga de color (análoga a la carga eléctrica). Esta fuerza no tiene manifestación a distancias mayores que la del tamaño de un núcleo atómico. 1 Aún es una partícula hipotética y no ha sido descubierta experimentalmente. 10 37 6
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