CONTINUACION DE LEPTONES

Estas partículas jugaron un papel muy importante en la historia, ya que pertenecen al “modelo estándar de las partículas elementales”, y en la actualidad, están abriendo nuevos caminos hacia la física de altas energías.
Los leptones son partículas muy ligeras que siempre interactúan por medio de la fuerza nuclear débil y si tienen carga también sienten la interacción electromagnética, pero nunca sienten la interacción nuclear fuerte. Es una partícula con espín -1/2. Las masas de los leptones también obedecen a una relación simple, conocida como la fórmula de Koide, pero actualmente ésta relación no puede ser explicada.
Cuando interactúan partículas generalmente el número de leptones del mismo tipo (electrones y electrón-neutrino, muones y muón-neutrino, leptón tau y neutrino tau) mantienen lo mismo. Este principio es conocido como la conservación del número leptónico. La conservación del número de leptones de diferente sabor (p.e. número electrónico o número muónico) algunas veces puede ser violada (como en la oscilación de neutrinos). Una ley de conservación más fuerte es el número total de leptones de todos los sabores que es violada por una pequeña cantidad en el modelo estándar por las llamadas anomalías quirales.

LEPTONES

Los leptones son una de las familias de las partículas elementales .Todos ellos son fermiones.
En la actualidad se encuentran reconocidos la existencia de seis leptones (la palabra, aparte de significar «ligero» también puede ser «rápido»). Los leptones, entre los que se incluyen el electrón, el muón, el tauón y tres neutrinos, pueden concebirse como pequeñas partículas puntiformes sin estructura (al menos, no se les ha apreciado estructura nunca). Tres de los seis leptones tienen masa considerable y -1 de carga eléctrica: el electrón, el muón y el tauón. Tres no tienen carga, los tres neutrinos (casi sin masa en reposo o es muy pequeña). Por su parte, la masa y carga electrica que se le ha determinado a los tres leptones es la siguiente:

M e⁻‒electrón =0,511 MeV / c² C e⁻‒electrón= -1
M μ‒muón = 105,7 MeV / c² C μ‒muón=-1
M τ‒tauón = 1,777 GeV / c². C τ‒tauón=-1

En cuanto a la masa y carga de los neutrinos, habitualmente se dice que son partículas con masa igual a cero.
Los seis leptones pueden dividirse en tres «clases», con un par de leptones cada una. Forman tres pares con propiedades casi idénticas, que se llaman generaciones:
Un miembro de cada clase tiene carga eléctrica, mientras que el otro es el neutrino, eléctricamente neutro.
1.-La primera clase de leptones, la «clase del electrón», consta del electrón, denominado e⁻ y su neutrino asociado, denominado νe.
Los neutrinos no interactúan directamente con el campo electromagnético porque carecen de carga eléctrica.
2.-La siguiente clase de leptones, la «clase del muón», está formada por el muón, denominado μ, y el neutrino muónico, denominado νμ. El muón es una partícula que, resulta idéntica al electrón salvo que su masa es 207 veces mayor. Tiene la misma carga eléctrica y el mismo espín de un medio que el electrón. El neutrino muónico, tiene una masa bastante pequeña pero mayor que la del neutrino del electrón.
3.-En 1977, se descubrió otra nueva clase de leptones: la clase del tauón. Al miembro que posee carga eléctrica se le denomina tauón; su símbolo es la letra griega τ (tau) y el de su neutrino correspondiente ντ. El tauón tiene una masa 3.491 veces mayor que el electrón. Si el muón es un electrón «pesado», el tauón es un muón pesado.
El tauón, como el muón, es inestable y se desintegra en muchas otras partículas posibles. Pero en todos estos procesos se conserva, evidentemente, un «número tauónico». El número tauónico, el número rnuónico y el número electrónico son todos ellos cargas conservadas en el modelo estándar. La suma de estas cargas se denomina «número leptónico» y, dado que se conserva cada carga individual, también se conserva la suma.

mesones

TABLA DE DATOS GENERALES
Familia: Bosón

Grupo: Hadrón

Interacción: Nuclear fuerte

Teorizada: Hideki Yukawa (1935)

Descubierta:1946
Tipos:~140 (Lista)

Masa: De 139 MeV/c2 (π+) A 9,460 MeV/c2 (ϒ)

Carga eléctrica:−1 e, 0 e, +1 e
Espín:0, 1


La existencia de los mesones fue propuesta por el físico nuclear japonés Yukawa Hideki en 1935. Su idea era que existían una serie de partículas más pesadas que el electrón que eran responsables de la interacción nuclear fuerte. Inicialmente se pensó que estas partículas eran los muones (incorrectamente llamados mesones), pero posteriormente se comprobó que estos pertenecían al grupo de los leptones. Los mesones postulados por Yukawa fueron descubiertos en 1947 por Powell y denominados mesones o piones.
Posteriormente fueron descubriéndose diferentes grupos de mesones, entre ellos los mesones-K o kaones. Existen diversos mesones, los cuales se producen en interacciones entre bariones y son inestables. Aunque inicialmente se definían por su masa intermedia entre la del electrón y la del protón, los hay de masa superior a este último. Los mesones están formados por un quark y un antiquark. Esto es causado literalmente.

Los nombres de los mesones son tales que sus principales propiedades puedan ser inferidas. Las convenciones de denominación caen en dos categorías basadas en su sabor, los mesones sin sabor y los que tienen sabor:

Mesones sin sabor
Los mesones sin sabor son mesones que tienen los números cuánticos de sabor todos cero. Esto significa que esos quarks son estados quarkonios (pares quark-antiquark del mismo sabor) o una superposición lineal de tales estados.
El nombre de los mesones sin sabor está determinado por su espín total S y su momento orbital angular L. Como un mesón está compuesto de dos quarks con s=1/2m el espín puede solo ser S = 1 (espines paralelos) o S = 0 (espines anti-paralelos). El número cuántico orbital L es debido a la revolución de un quark sobre otro. Usualmente los momentos orbitales angulares mayores se traducen en unos de mayor masa para el mesón. Estos dos números cuánticos determinan la paridad (física) P y la paridad de la carga conjugada C de los mesones.
Mesones con sabores
Para los mesones con sabor, el esquema de nombres es un poco más simple.
1. Los nombres de los mesones se dan por el más pesado de dos quarks. Del mas al menos masivo, el orden es t > b > c > s > d > u. Sin embargo, u y d no llevan ningún sabor, así ellos no hacen influencia en el esquema de nombres. El quark t nunca forma hadrones, pero el símbolo t (que contiene mesones) se lo reserva de cualquier modo.
2. Si el segundo quark tiene también sabor (si no es u o d) entonces su identificación está dada por el subíndice (s, c or b, y en teoría t).
3. Añada un subíndice "*" si el mesón está en una serie normal paridad-espín, p.e. JP = 0+, 1−, 2+...
4. Para otros mesones como pseudoescalares (0−) y vectores (1−) el número cuántico total del momento angular J se añade como subíndice.

Meson

Es un bosón que responde a la interacción fuerte, esto es, un hadrón con un espín entero.
En el Modelo estándar, los mesones son partículas compuestas de un número par de quarks y antiquarks.

Todos los mesones son inestables.
Los mesones fueron predichos originalmente como portadores de la fuerza que une al protón y al neutrón, de ahí su nombre. Cuando fue descubierto, el muón se identificó con esta familia de masa similar y fue bautizado como "mesón mu", sin embargo no mostró una atracción fuerte a la materia nuclear y es en realidad un leptón. El pión fue el primer mesón verdadero en ser descubierto.

En 1949 Hideki Yukawa fue galardonado con el Premio Nobel de física por predecir la existencia del mesón. Originalmente lo llamo "mesontrón", pero fue corregido por Werner Heisenberg, quien indicó que no había un 'tr' en la palabra griega 'mesos', que significa medio.

continuaciòn de QUARKS.

Son partículas de espín 1/2, por lo que son fermiones. Forman, junto a los leptones, la materia visible.

Principio de exclusión de Pauli.
El principio de exclusión de Pauli es un principio cuántico enunciado por Wolfgang Ernst Pauli en 1925 que establece que no puede haber dos fermiones con todos sus números cuánticos idénticos (esto es, en el mismo estado cuántico de partícula individual).
Hay seis tipos distintos de quarks que los físicos de partículas han denominado de la siguiente manera:
Up (arriba)
Down (abajo)
Charm (encantado)
Strange (extraño)
Top (cima)
Bottom (fondo).

- El Quark arriba (o Quark u del inglés "Quark up") es una partícula elemental que pertenece a la primera generación de Quarks. Tiene una carga eléctrica igual a +⅔ de la carga elemental y un espín de ½, con lo cual es un fermión y cumple el principio de exclusión de Pauli.
Como todos los quarks, el quark arriba tiene carga de color, y siente la interacción fuerte mediante la emisión y absorción de gluones.

- El Quark abajo (también llamado quark d del inglés "quark down") es una partícula elemental que pertenece a la primera generación de quarks. Tiene una carga eléctrica igual a −⅓ de la carga elemental y un spin de ½, con lo cual es un fermión y cumple el principio de exclusión de Pauli.

- El Quark encantado (también llamado a veces quark encanto o quark ch -del inglés charm quark-) es una partícula elemental que pertenece a la segunda generación de quarks. Tiene una carga eléctrica igual a +⅔ de la carga elemental y un spin de ½, con lo cual es un fermión y cumple el principio de exclusión de Pauli.

- El Quark extraño (también conocido como quark s por su nombre inglés strange quark) es una partícula elemental que pertenece a la segunda generación de quarks. Tiene una carga eléctrica igual a −⅓ de la carga elemental y un espín de ½, con lo cual es un fermión y cumple el principio de exclusión de Pauli.

- El Quark cima o Quark Top en inglés, es una partícula elemental que pertenece a la tercera generación de quarks. Tiene una carga eléctrica igual a +⅔ de la carga elemental y un spin de ½, con lo cual es un fermión y cumple el principio de exclusión de Pauli. Como los demás quarks los quarks cima sienten la interacción fuerte y tienen carga de color, así mismo el antiquark cima tiene carga de anticolor.

- El Quark fondo es una partícula elemental que pertenece a la tercera generación de quarks. Tiene una carga eléctrica igual a −⅓ de la carga elemental y un spin de ½, con lo cual es un fermión y cumple el principio de exclusión de Pauli. Como los demás quarks, el quark fondo tiene carga de color, y el antiquark fondo tiene carga de anticolor; sienten la interacción fuerte.

Fueron nombrados arbitrariamente basados en la necesidad de nombrarlos de una manera fácil de recordar y usar, además de los correspondientes antiquarks.
En la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Estos siempre se encuentran en grupos, llamados hadrones, de dos o tres quarks, conocidos como mesones y bariones respectivamente. Esto es una consecuencia directa del confinamiento del color.

Carga de color .
Los quarks al ser fermiones deben seguir el principio de exclusión de Pauli. Este principio implica que los tres quarks en un barión deben estar en una combinación antisimétrica. Sin embargo la carga Q=2 del barión Δ++ (que es un cuarto del isospín Iz = 3/2 de los bariones) puede ser realizado sólo por quarks con espín paralelo. Esta configuración es simétrica bajo intercambio de quarks, esto implica que existe otro número cuántico interno para que pueda hacerse esa combinación antisimétrica. A esta propiedad, o número cuántico, se le denominó color. El color no tiene nada que ver con la percepción de la frecuencia de la luz, por el contrario, el color es la carga envuelta en la teoría de gauge, más conocida como cromodinámica cuántica.

El color es una simetría de gauge SU(3). Los quarks están localizados en la representación fundamental 3 y por lo tanto tienen tres colores, análogo con los tres colores fundamentales rojo, verde y azul, de ahí viene su nombre. Es por eso que se suele decir que existen 18 tipos de quarks, 6 con sabor y cada uno con 3 colores.

LOS QUARKS FUERON DESCUBIERTOS POR EL “SLAC”( Stanford Linear Accelerator Center) en 1968 por Taylor, Kendall y Friedmann.

QUARK.

La teoría de los Quarks fue elaborada en 1963 por los físicos Murray Gell-Mann y Yuval Ne'eman. Fue Gell-Mann quien dió el nombre de 'quarks' a estas partículas. En 1968 experimentos, realizados en aceleradores de partículas, revelaron la estructura de las partículas nucleares y confirmaron la existencia de los Quarks, que conforman a las partículas del núcleo atómico.

Quark que significa el grito de la gaviota.

En física de partículas, los quarks, junto con los leptones, son los constituyentes fundamentales de la materia y las partículas más pequeñas que el hombre ha logrado identificar; son partículas parecidas a los gluones en peso y tamaño, esto se refleja en la fuerza de cohesión que estas partículas ejercen sobre ellas mismas. Varias especies de quarks se combinan de manera específica para formar partículas tales como protones y neutrones.

Los quarks son las únicas partículas fundamentales que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales.

LAS 4 FUERZAS FUNDAMENTALES SON LAS SIGUIENTES:

En física, se denominan interacciones fundamentales a los cuatro tipos de campos cuánticos mediante los cuales interactúan las partículas. Según el modelo estándar, las partículas que interaccionan con las partículas materiales, fermiones, son los bosones.

Existen cuatro tipos de interacciones fundamentales: interacción nuclear fuerte, interacción nuclear débil, interacción electromagnética e interacción gravitatoria.

PROPIEDADES.

Los quarks no se encuentran libres en la naturaleza sino que se agrupan formando hadrones. Éstos se dividen en dos tipos:

Mesones: formados por un quark y un antiquark (piones, kaones...)

Bariones: formados por tres quarks (protones, neutrones...)

Familia de la partícula: Fermión.

Las masas de los quarks están indicadas como masa aproximada. Es muy difícil determinar la masa o incluso definir qué se entiende por masa de un quark, dado que un quark no se puede aislar.

Estas partículas cuentan con la particularidad de ser las únicas cuya carga eléctrica es una fracción de la del electrón, cosa nunca antes observada en la naturaleza.

Carga eléctrica: + 2/3 e, -1/3 e.

Bariones

Los bariones son una partícula subatómica formada por 3 quarks estos son: neutrón, protón e hiperrion.los bariones son fermiones afectados por la interacción nuclear fuerte, por lo que están sometidos al principio de exclusión de Pauli y pueden ser descritos mediante la estadística de Fermi-Dirac. Los bariones al igual que los mesones forman parte de la familia de las partículas hadrones.

Tipos

Junto al protón y al neutrón, dentro de la familia de los bariones se encuentran también las partículas delta (Δ), lambda (Λ), sigma (Σ), xi (Ξ) y omega (Ω).

Los bariones delta (Δ++, Δ+, Δ0, Δ-) están compuestos por quarks arriba y abajo, de tal manera que el spin total es 3/2. Se desintegran en un pión y en un protón o un neutrón.

Los bariones lambda (Λ0) están compuestos por un quark arriba, uno abajo y un quark extraño, con los quarks arriba y abajo en un estado de spin isotópico 0 (sabor antisimétrico). La observación del lambda neutro supuso la primera evidencia del quark extraño. El barión lambda casi siempre se desintegra en un protón y un pión con carga, o en un neutrón y un pión neutro.

Los bariones sigma (Σ+, Σ0, Σ-) están compuestos también por un quark extraño y la combinación de un quark arriba y otro abajo, pero en un estado de spin isotópico 1. El Σ0 posee la misma estructura de quarks que el Λ0 (arriba, abajo y extraño), por lo que su desintegración es mucho más rápida que el Σ+ (arriba, arriba, extraño) y el Σ- (abajo, abajo, extraño).

Los bariones xi (Ξ0, Ξ-) están compuestos de dos quarks extraños y un quark arriba o abajo. Se desintegran generalmente en un pión y un barión lambda, que a su vez se desintegra como tal. Debido a esta secuencia en cascada de desintegraciones, a Ξ se le llama también partícula en cascada.

El barión omega negativo (Ω-) está compuesto de tres quarks extraños. Su descubrimiento supuso un gran avance en el estudio de los procesos de los quarks, ya que sólo desde entonces se pudo predecir su masa y su desintegración.

Características de tipos de bariones

Nombre de la partícula: nucleón/protón16
Símbolo: p /p+/ N+
Masa invariante (MeV/c2) : 0,938.272 029 ± 0.000 080n 1
Tiempo de vida (s): Estable n 2
Normalmente decae en: No observado

Nombre de la partícula: nucleón/neutrón17
Símbolo: n / n0 / N0
Masa invariante (MeV/c2): 0,939.565 360 ± 0.000 081
Tiempo de vida (s): 8.857 ± 0.008 × 10+2n 3
Normalmente decae en: p+ + e− + V e

Nombre de la partícula: Lambda18
Símbolo: Λ0
Masa invariante (MeV/c2): 1,192.642 ± 0.024
Tiempo de vida (s): 7.4 ± 0.7 × 10−20
Normalmente decae en

Nombre de la partícula: Sigma22
Símbolo: Σ0
Masa invariante (MeV/c2) :1,314.86 ± 0.20
Tiempo de vida (s): 2.90 ± 0.09 × 10−10
Normalmente decae en: Λ0 + γ

Nombre de la partícula: Xi26
Símbolo: Ξ0
Masa invariante (MeV/c2): 1,314.86 ± 0.20
Tiempo de vida (s): 2.90 ± 0.09 × 10−10
Normalmente decae en: Λ0 + π0

Nombre de la partícula: Omega encantado34
Símbolo: Ω0c
Masa invariante (MeV/c2): 2,697.5 ± 2.6
Tiempo de vida (s): 6.9 ± 1.2 × 10−14
Normalmente decae en: Consultar modos de decaimiento de Ω0c.