Fisica General Burbano

754 EL NÚCLEO ATÓMICO
producido, aparte de otros residuos, una partícula sin carga que al no producir iones no dejaba
rastro de gotas de niebla en la cámara, pero que en un momento dado se desintegraba en la posición
del vértice de la V produciendo otras dos partículas cargadas, cuyo rastro quedaba registrado
en las fotografías; estas dos partículas resultaron ser un protón y un mesón p negativo. La partícula
sin carga se denominó con la letra griega lambda, con un cero como superíndice, L 0 , para recalcar
su ausencia de carga; su desintegración se representa:
L o → p + p –
El número bariónico es B = +1 para los bariones, B = –1 para los antibariones (antipartículas)
y cero para el resto de partículas (fotones, leptones y mesones). Su conservación implica que siem-
Lo primero que sorprendió de esta partícula fue que tuviese una masa mayor que la del
protón, una característica que no se esperaba encontrar en ninguna partícula; pero, sobre todo, el
que su vida media fuese de 2,6 × 10 – 10 s, un tiempo muy grande comparado con los 10 – 23 s típico
de las partículas que participan en la interacción fuerte. Se habían medido tiempos de vida largos
en partículas que se desintegraban débilmente, pero la partícula L 0 proviene de la desintegración
fuerte de un núcleo y se desintegra, a su vez, en otras dos que experimentan interacción fuerte,
por tanto debería desintegrarse en tiempos del orden de 10 – 23 s, cosa que realmente no ocurre.
Esta peculiaridad, común a otras partículas, se designa con el nombre de EXTRAÑEZA. Otra partícula
extraña es el mesón K que se presenta con carga positiva, negativa o nula.
El descubrimiento de las inesperadas partículas extrañas hizo cambiar el enfoque en la investigación
en este campo, de esperar a que los rayos cósmicos produjesen un fenómeno registrable en
una cámara de niebla, se pasó a la producción de partículas en el laboratorio con aceleradores
cada vez más potentes. La aceleración de protones hasta una energía de 5,6 GeV permitió provocar
la reacción p + p → p + p + p + p , en la que aparece el antiprotón, p .
Un último tipo de partículas que consideraremos son las denominadas resonancias o resones,
de las que se conocen alrededor de cien. Si en experiencias de dispersión de piones por protones
se representa gráficamente la sección eficaz de dispersión frente a la energía, se obtiene una curva,
en forma de U invertida, que presenta un máximo de la sección eficaz para energías del pión próximas
a 200 MeV y una anchura de unos 100 MeV. La existencia de ese pico se interpreta como
que, cuando el pión tiene la energía conveniente, el pión y el protón puede unirse durante un corto
espacio de tiempo, mientras que a otras energías ambas se repelen, Durante el corto tiempo en
que los dos permanecen unidos podemos hablar de una nueva partícula que se denomina resonancia
y cuya corta vida impide que pueda ser detectada en una cámara de niebla ya que su recorrido
máximo es del orden del tamaño nuclear. La resonancia pión-nucleón se designa con la letra
griega delta, D, y presenta cuatro estados de carga según sean las del pión y del nucleón: D ++ ,
D + , D 0 y D – .
En la tabla de la página siguiente se especifican propiedades de algunas de entre los centenares
de partículas conocidas. En ella se clasifican según su masa en tres grupos: leptones, mesones y
bariones. El fotón no se incluye en ninguno de los tres.
Los mesones son de masa intermedia entre la del electrón y la del protón; los bariones (partículas
pesadas), se dividen en dos grupos, los nucleones (protón y neutrón) y los hiperones, de
masa mayor que la del protón.
Los mesones y bariones están sujetos a interacciones fuertes y se les clasifica con el nombre
común de hadrones. Los leptones (partículas ligeras) interaccionan entre sí y con los hadrones mediante
interacción débil.
XXX – 44. Leyes de conservación en las reacciones de las partículas elementales
Conocemos ya cuatro leyes de conservación que se aplican con carácter general, son las de la
energía, del momento lineal, del momento angular y de la carga eléctrica.
La conservación de la energía, considerando la masa como una forma de energía, tiene como
consecuencia que una partícula única no puede desintegrarse en dos partículas más pesadas que
ella. Esto nos confirma que la partícula más ligera, el neutrino, es estable.
El hecho de que la energía y el momento lineal se conserven nos indica que ninguna partícula
aislada puede transformarse en otra partícula única, pues el cambio de masa de una a otra es incompatible
con las leyes mencionadas. Si una partícula se transforma ha de hacerlo en otras dos
como mínimo.
La partícula libre cargada más ligera, el electrón, es estable porque no puede transformarse en
otras de menor masa con carga sin violar el principio de conservación de la carga eléctrica.
Además de las mencionadas existen otras, que todavía no se han logrado explicar, pero que
son aplicables a las partículas elementales. Son:
Leyes de conservación del NÚMERO BARIÓNICO y de los NÚMEROS ELECTRÓNICO, MUÓNICO Y
TAUÓNICO: la suma de cualquiera de ellos antes de una reacción nuclear o de una desintegración
es igual a la suma después del proceso.
MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR