Particulas Elementales - El Modelo Estándar en Fisic - Resumen Corto

El Modelo Estándar en Física 
de Partículas Elementales

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El modelo estándar  es una construcción teórica en física de partículas elementales que describe las interacciones electromagnéticas , débiles y fuertes de todas las partículas elementales . El modelo estándar no es la teoría de todo , ya que no describe la materia oscura , la energía oscura y no incluye la gravedad . La confirmación experimental de la existencia de bosones de vectores intermedios a mediados de los 80 completó la construcción del Modelo Estándar y su adopción como el principal. La necesidad de una ligera expansión del modelo surgió en 2002 después del descubrimiento.Las oscilaciones de neutrinos y la confirmación de la existencia del bosón de Higgs en 2012 completaron el descubrimiento experimental de las partículas elementales predichas por el Modelo Estándar.

En total, el modelo describe 61 partículas

El modelo estándar consta de las siguientes disposiciones:

Toda la sustancia consta de 12 campos cuánticos fundamentales ½ spin , los cuantos de los cuales son partículas fundamentales : fermiones , que se pueden combinar en tres generaciones de fermiones : 6 leptones ( electrón , muón , tau leptón , neutrino electrónico , neutrino muón y neutrino tau ), 6 quarks (u, d, s, c, b, t) y 12 antipartículas correspondientes.
Los Quarks están involucrados en interacciones fuertes, débiles y electromagnéticas; leptones cargados (electrones, muones, tau-leptones) - en los débiles y electromagnéticos; neutrinos: solo en interacciones débiles.
Los tres tipos de interacciones surgen como consecuencia del postulado de que nuestro mundo es simétrico con respecto a los tres tipos de transformaciones de indicadores . Los portadores de partículas de interacciones son bosones :
8 gluones para una interacción fuerte (grupo de simetría SU (3));
3 bosones de calibre pesado (W + , W - , Z 0 ) para interacción débil (grupo de simetría SU (2));
un fotón para interacción electromagnética (grupo de simetría U (1)).
A diferencia de la interacción electromagnética y fuerte, la interacción débil puede mezclar fermiones de diferentes generaciones, lo que conduce a la inestabilidad de todas las partículas, excepto a las más ligeras, y a efectos tales como la violación de la invariancia de CP y las oscilaciones de neutrinos .

Los parámetros externos del modelo estándar son:
masas de leptones (3 parámetros, se aceptan neutrinos sin masa) y quarks (6 parámetros), interpretados como constantes de interacción de sus campos con el campo del bosón de Higgs ,
Los parámetros de la matriz CKM para mezclar quarks  - tres ángulos de mezcla y una fase compleja que viola la simetría CP  - constantes de la interacción de los quarks con un campo de electroválvula,
dos parámetros del campo de Higgs , que están relacionados únicamente con su promedio de vacío y la masa del bosón de Higgs ,
tres constantes de interacción asociadas con los grupos de indicadores U (1), SU (2) y SU (3), respectivamente, y caracterizan las intensidades relativas de interacciones electromagnéticas, débiles y fuertes.

Debido al hecho de que se detectan oscilaciones de neutrinos , el modelo estándar necesita una extensión que introduzca 3 masas de neutrinos adicionales y al menos 4 parámetros de la matriz PMNS de mezcla de neutrinos , similar a la matriz de mezcla de quark CKM, y posiblemente 2 parámetros de mezcla más si Los neutrinos son partículas de Majorana . Además, el ángulo de vacío de la cromodinámica cuántica a veces se introduce en el número de parámetros del modelo estándar . Es de destacar que un modelo matemático con un conjunto de más de 20 números pequeños es capaz de describir los resultados de millones de experimentos realizados hasta ahora en física  .

• El fermión Majorana  , un fermión que es su propia antipartícula. La existencia de tales partículas fue considerada por primera vez por el físico italiano Ettore Majorana en la década de 1930.

Más allá del modelo estándar 
A finales del siglo XX, todas las predicciones del Modelo Estándar se confirmaron experimentalmente , a veces con una precisión muy alta a millonésimas de porcentaje . Solo en la década de 2000 comenzaron a aparecer resultados en los que las predicciones del Modelo Estándar diferían ligeramente del experimento, e incluso fenómenos que son extremadamente difíciles de interpretar dentro de su marco . Por otro lado, es obvio que el Modelo Estándar no puede ser la última palabra en física de partículas elementales , porque contiene demasiados parámetros externos y tampoco incluye la gravedad. Por lo tanto, la búsqueda de desviaciones del Modelo Estándar (la llamada " nueva física ") es una de las áreas de investigación más activas en la década de 2010. Se esperaba que los experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones pudieran detectar muchas desviaciones del Modelo Estándar (con la adición de neutrinos masivos), pero a finales de 2018, después de 9 años de experimentos, no se encontraron tales desviaciones 





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Bibliografia:

Enciclopedia Moderna, Enciclopedia Britanica® 2011

Nueva Enciclopedia Tematica Grolier 2012

Enciclopedia Microsoft® Encarta® 2009.
https://www.ecured.cu 

www.wikipedia.org

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