Universidad de Puerto Rico en Mayagüez SEMINARIO: EL...
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El 4 de julio del año 2012 la comunidad internacional de física de partículas presenció uno de los anuncios científicos más trascendentales de las últimas décadas. Se trata de una pieza clave en el mundo de las partículas elementales y sus interacciones, que da respuesta al origen de la masa, esa propiedad intrínseca de la materia. El bosón de Higgs tiene un papel clave en nuestra comprensión de las leyes físicas. Todo nuestro conocimiento sobre las partículas elementales queda englobado en el modelo estándar: un marco teórico que, en cierto modo, describe la naturaleza en su aspecto más básico, puesto que todo se compone de partículas. Por: Marvin Santos Seminario Graduado I Departamento de Física SEMINARIO: EL DESCUBRIMIENTO DEL BOSÓN DE HIGGS ¿Cuándo? Martes, 04 de septiembre de 2018 @ 04:30pm ¿Dónde? Edificio de Física, Salón F-461 Universidad de Puerto Rico en Mayagüez
Transcript of Universidad de Puerto Rico en Mayagüez SEMINARIO: EL...
El 4 de julio del año 2012 la comunidad internacional de física de partículas presenció
uno de los anuncios científicos más trascendentales de las últimas décadas. Se trata de
una pieza clave en el mundo de las partículas elementales y sus interacciones, que da
respuesta al origen de la masa, esa propiedad intrínseca de la materia. El bosón de
Higgs tiene un papel clave en nuestra comprensión de las leyes físicas. Todo nuestro
conocimiento sobre las partículas elementales queda englobado en el modelo estándar:
un marco teórico que, en cierto modo, describe la naturaleza en su aspecto más básico,
puesto que todo se compone de partículas.
Por: Marvin Santos Seminario Graduado I
Departamento de Física
SEMINARIO: EL DESCUBRIMIENTO DEL
BOSÓN DE HIGGS
¿Cuándo? Martes, 04 de septiembre de 2018 @ 04:30pm
¿Dónde? Edificio de Física, Salón F-461
Universidad de Puerto Rico en Mayagüez
PresentacionPartıcula Elemental
Fuerzas FundamentalesMecanismo de Higgs
La Busqueda del Boson de HiggsNobel de Fısica 2013
Discovery of the Higgs Boson
Marvin Santos
University of Puerto Rico at MayaguezPhysics Department
FISI-6280
Graduate Seminar I
Tuesday, September 4, 2018
Marvin Santos UPRM
PresentacionPartıcula Elemental
Fuerzas FundamentalesMecanismo de Higgs
La Busqueda del Boson de HiggsNobel de Fısica 2013
Modelo EstandarFermiones y BosonesMasa de las Partıculas
Partıcula Elemental
Las partıculas elementales son los constituyentes elementales de la materia;mas precisamente son partıculas que no estan constituidas por partıculasmas pequenas ni se conoce que tengan estructura interna.
Figura: Partıculas elementales
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Modelo EstandarFermiones y BosonesMasa de las Partıculas
Modelo Estandar
En la actualidad, practicamente todos los fenomenos subatomicos conocidosson explicados mediante el modelo estandar.
Figura: Modelo Estandar
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Modelo EstandarFermiones y BosonesMasa de las Partıculas
Fermiones y Bosones
Las partıculas se dividen en fermiones y bosones segun una caracterısticainterna llamada spin.
Las partıculas responsables de las interacciones son bosones.Marvin Santos UPRM
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Modelo EstandarFermiones y BosonesMasa de las Partıculas
Masa de las Partıculas
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Portadores de la InteraccionUnificacion de las Fuerzas
Fuerzas Fundamentales
Son aquellas fuerzas del Universo que no se pueden explicar en funcion deotras mas basicas.
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Portadores de la InteraccionUnificacion de las Fuerzas
Portadores de la Interaccion
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Portadores de la InteraccionUnificacion de las Fuerzas
En la decada de 1960, cuando el SM aun se estaba desarrollando, se observaba una contradiccion aparente
entre dos fenomenos: la interaccion debil y el electromagnetismo. El modelo electrodebil es una teorıa fısica
que unifica la interaccion debil y el electromagnetismo.
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Partıcula de HiggsImportancia de la Masa
Funcionamiento del Mecanismo de Higgs
El acoplamiento, la masa, viene dado por algo parecido a una “friccionconel campo de Higgs.
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Partıcula de HiggsImportancia de la Masa
Matematicamente el campo de Higgs es un campo cuantico que se extiende por
todo el espacio y se acopla con distinta intensidad a las distintas partıculas (si lo
hace con mas intensidad la partıcula tendra una mayor masa).
Figura: Una buena analogıa para el campo de Higgs
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Partıcula de HiggsImportancia de la Masa
Partıcula de Higgs
El Boson de Higgs constituye el cuanto del campo de Higgs, (la mas pequenaexcitacion posible de este campo).
Figura: El Boson de Higgs
Es un tipo de partıcula elemental que tiene un papel fundamental en elmecanismo por el que se origina la masa en el Universo.
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Partıcula de HiggsImportancia de la Masa
Importancia de la Masa
Sin masa, el universo serıa un lugar totalmente diferente. A grandes escalas,sin atraccion gravitatoria no existirıan planetas y estrellas, por lo que nopodrıan soportar vida.
Figura: Sin la masa nuestro universo no existiera
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Produccion de Bosones de HiggsLHCDiagramas de Feynman - Partıcula de HiggsDesintegracion del Boson de HiggsProduccion y Desintegracion - Partıcula de Higgs
Se Busca HiggsEl boson de Higgs no se puede detectar directamente, ya que una vez que se produce se desintegra casiinstantaneamente dando lugar a otras partıculas elementales mas convencionales.
Lo que se pueden ver son los rastros que esas otras partıculas dejan en detectores especializados.
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Produccion de Bosones de HiggsLHCDiagramas de Feynman - Partıcula de HiggsDesintegracion del Boson de HiggsProduccion y Desintegracion - Partıcula de Higgs
Produccion de Bosones de Higgs
El boson de Higgs no existe de forma natural en nuestro entorno, en lascondiciones actuales del universo. Para producirlo, se necesitan aceleradoresde partıculas.
En estas maquinas, se aprovecha la conversion de energıa en masa (deacuerdo con la famosa ecuacion de Einstein E = mc
2).
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Produccion de Bosones de HiggsLHCDiagramas de Feynman - Partıcula de HiggsDesintegracion del Boson de HiggsProduccion y Desintegracion - Partıcula de Higgs
LHC
El proyecto estrella del CERN es el LHC (siglas en ingles de Gran Colisio-nador de Hadrones), el mayor y mas potente acelerador de partıculas delmundo.
Figura: Gran Colisionador de Hadrones
Dentro del colisionador dos haces de protones son acelerados en sentidosopuestos hasta alcanzar el 99,99% de la velocidad de la luz, y se los hacechocar entre sı produciendo altısimas energıas
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Produccion de Bosones de HiggsLHCDiagramas de Feynman - Partıcula de HiggsDesintegracion del Boson de HiggsProduccion y Desintegracion - Partıcula de Higgs
ATLAS
El ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS, Aparato Toroidal del LHC) esuno de los siete detectores de partıculas (junto al ALICE, CMS, TOTEM,LHCb, LHCf y MoEDAL) construido en el LHC.
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Produccion de Bosones de HiggsLHCDiagramas de Feynman - Partıcula de HiggsDesintegracion del Boson de HiggsProduccion y Desintegracion - Partıcula de Higgs
Calorımetros del ATLAS
Los calorımetros son detectores que determinan la energıa y posicion de laspartıculas.
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Produccion de Bosones de HiggsLHCDiagramas de Feynman - Partıcula de HiggsDesintegracion del Boson de HiggsProduccion y Desintegracion - Partıcula de Higgs
CMS
El Solenoide compacto de muones (en ingles Compact Muon Solenoid,CMS) es uno de los dos detectores de partıculas de proposito general delGran Colisionador de Hadrones, que colisiona haces de protones.
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Produccion de Bosones de HiggsLHCDiagramas de Feynman - Partıcula de HiggsDesintegracion del Boson de HiggsProduccion y Desintegracion - Partıcula de Higgs
Diagramas de Feynman - Partıcula de Higgs
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Produccion de Bosones de HiggsLHCDiagramas de Feynman - Partıcula de HiggsDesintegracion del Boson de HiggsProduccion y Desintegracion - Partıcula de Higgs
Proporciones de Desintegracion
La tarta siguiente indica las proporciones de desintegracion de un boson deHiggs de 125 GeV a varias partıculas finales conocidas.
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Produccion de Bosones de HiggsLHCDiagramas de Feynman - Partıcula de HiggsDesintegracion del Boson de HiggsProduccion y Desintegracion - Partıcula de Higgs
Producir una Partıcula de Higgs
La siguiente figura muestra la seccion eficaz de produccion de bosones Higgsen el LHC por diferentes vıas en funcion de la masa.
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Produccion de Bosones de HiggsLHCDiagramas de Feynman - Partıcula de HiggsDesintegracion del Boson de HiggsProduccion y Desintegracion - Partıcula de Higgs
El LHC produce un promedio de un boson de Higgs por cada diez milmillones de colisiones proton-proton. Esto se traduce en un boson de Higgscada diez segundos, mas o menos.
Figura: Una traza hipotetica del boson de Higgs en una colision simulada deproton-proton
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Produccion de Bosones de HiggsLHCDiagramas de Feynman - Partıcula de HiggsDesintegracion del Boson de HiggsProduccion y Desintegracion - Partıcula de Higgs
Resonacia Encontrada
El 4 de Julio de 2012, los dos experimentos del acelerador de partıculas LHC del
CERN (ATLAS y CMS) informaron independientemente del descubrimiento del
boson de Higgs.
Figura: Se observa una “joroba”(bump) muy clara por encima del fondo para un Higgs cuya masa estealrededor de 126,5 GeV.
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Nobel de Fısica 2013La Real Academia Sueca de Ciencias reconocio el ano 2013 con la maxima distincion cientıfica en Fısica, elPremio Nobel, la teorıa del boson de Higgs.
Englers y Higgs, que se repartieron los 915.000 euros del galardon.
Figura: Francois Englert y Peter Higgs
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Tres minutos para entender el Boson de Higgs
Primera colision del LHC - Anuncio del “Descubrimiento” del Boson de Higgs
El recorrido de las partıculas en el LHC
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¡Gracias!
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