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lunes, 29 de septiembre de 2008

Hadrones para Dummies II

Esto viene de este post hadrones


Hasta ahora sabemos de los bariones, los leptones y los bosones que son los encargados de trasmitir la fuerza.
Los bariones como el protón no son articulas simples, están compuestos por partículas mas pequeñas llamadas Quark, ellas tienen una carga fraccionaria de la carga eléctrica. La fuerza que actúa entre los quark es bastante inusual, ya que a cortas distancia entre los quark es muy débil, pero a medida que se alejan se convierte en mas fuerte, creando lo que ha sido llamado “la esclavitud del quark” o frases similares.
Durante un tiempo algunos físicos Israelíes pensaron que los Quark eran partículas compuestas por otros elementos, los avances de las teorías de cuerdas y las teorías M han hecho esa hipótesis en innecesaria.
Por lo tanto se puede decir que los quark son similares a los leptones; partículas simples.
El lepton mas común es el electrón, este ejemplifica todos los problemas que conlleva este tipo de partículas, sabemos que el electrón tiene una masa definida, parece comportarse como si tuviese un tamaño y este mesurable. Pero para sacar los cálculos se considera que es una partícula sin dimensiones.
Y aun no se entiende bien como existe un electrón, aunque han tratado de explicármelo un montón de veces, aun no lo entiendo. Ya que todas las partículas tienen una especie de nube de partículas virtuales- las partículas virtuales son aquellas que pueden existir siempre y cuando no violen el principio de la incertidumbre. Por lo menos un electrón puede emitir un protón virtual. Pero este solo puede existir por:
Masa del protón=1,7x10**-23gr (** es que esta elevado a la -23)
Por lo tanto solo puede existir por un tiempo de,
Δt> 6,6x10**-27 /9x10**20 x 1,7x10-24 =4,3x10**-24 seg
Ahora bien para saber que distancia recorrerá en esa distancia,
D=cΔt=3x10**10 x4,3x10**24= 1,3x 10**13 cm
Y esto es muy cercano al radio (clásico) del protón, antes de volver a desaparecer.
El problema es que se crean continuamente y esa mas se le debe sumar a la del electrón, al final la masa del electrón es INFINITA, pero se sabe que eso es falso, ya que nadie pesa infinito, y por lo menos yo tengo miles de moles de electrones y si cada uno pesa infinito…..
Algo similar debería de pasarle a los Quark.
Que son los constituyentes de los hadrones
Debo aclarar que aquí utilizo el término partículas en un sentido metafórico.
Uno de los temas que más ha causado incertidumbre, pero sobre todo manipulación por parte de los místicos ha sido la discusión que se tuvo a mediados del siglo pasado con respeto a la dualidad Ondas- partículas de esas entidades subatómicas.
El electrón tiene algunas cualidades que se parecen a como se comporta una onda. Basándose en eso Erwin schrodinger creo la ecuación de ondas para describir el comportamiento del electrón.
Algunos físicos en esa época pensaron que el desplazamiento de la onda electrónica era real. En el sentido que el electrón estaba esparcido y la elongación media, la porción que ocupaba el electrón en cada punto del espacio..
En realidad tenemos que verla como una onda confinada ( es una onda probabilística) en un punto del espacio y forman lo que es un paquete de ondas. El paquete de ondas esta confinado en una región relativamente pequeña (asociado a las partículas) pero por otra parte el paquete es en si mismo una onda. Y es por ello que cualquier medición que se haga mostrara una partícula puntual en lugar de una región ocupada por el paquete de ondas.
Eso es lo que no entienden muchos místicos que toman ese falso problema de la dualidad de las partículas, pero hay que oir las burradas que dicen.

Los quark son también ondas confinadas pero tienen propiedades diferentes a lo electrones, de hecho si un quark no estuviese confinado pesaría mas que un protón. Vamos hacerlo gráficamente, un `protón pesa un kilo, pero si logramos sacar a un solo de los tres quark que lo componen este pesaría cerca de 3 kilos.
Por eso digo que no es que el protón tiene adentro a los quark, el radio del protón es exactamente la distancia máxima que puede actuar la fuerza fuerte, si van mas alla, esta se hace mas fuerte, tan fuerte que no puede dejar escapar al quark.
Durante una fracción de los primeros instantes del universo los quark estaban libres, pero luego de ello se volvieron a confinar dentro de los hadrones.
La idea de crear maquinas tan gigantescas como el LHC es recrear esos primeros instantes del universo.
Vamos a ver, un protón esta formado por tres quark designado como Up y down. (los quark tienen propiedades de color una especie de carga y de sabor, pero no voy hablar de ello) la diferencia entre ellos tiene que ver con su orientación espacial en un campo magnético, es algo que tiene que ver con el spin isotopico, basta saber que este solo puede tener ciertas orientaciones. Y tambien sirve para crear otra clasificación de las partículas según su spin, por lo menos los bosones tienen spin enteros, el del foton es de 1 el del mítico graviton seria de 2, el electrón tiene un spin de ½ . en estos momentos no nos importa saber el significado de ello.
Pero si que los quark tienen diferentes spin.
Voy a poner este grafico.


grafico 1; en la primera parte se muestra ,los quark de un proton y un neutron.
en la segunda parte se muestra de como una particula delta positiva puede crear un proton con solo cambiar la orientacion de su spin isotopico.
en la tercera parte se muetra el proceso en detalle, que debe emitir un pion neutro para cambiar su spin



Aquí se ve cuales son los quark y como la orientación del spin cambia a la partículas en otras, a pesar que esto se puede explicar de manera sencilla y muy fácilmente incluso de la razón por la cual el neutro se desintegra en ese tiempo, este no es el objetivo de este post.
Con esto lo que se quiere decir es que el colisionador buscara, lanzando bariones que dos quark choquen frontalmente venciendo, la fuerza de los gluones, de esta manera se espera que se puede “ver” el campo de gluones.
Esto no es tan filosófico como muchos podrían pensar ya que podría ser que esta sea la forma de energía del siglo XXII.
Naturalmente si Nostradamus se equivoca y no desaparecemos en medio del humo.
Para vencer la fuerza del campo de gluones se necesita mucha energía, y esa es la razón de una instalación tan gigantesca.
En el caso que dos quark choquen frontalmente y se logre una densidad infinita se podría formar un agujero negro. Es difícil, pero esta dentro de lo probable, pero su masa seria tan pequeña que se evaporaría en menos de una millonésima de segundo o algo por el estilo, y por lo tanto jamás tendría implicaciones que las puramente científicas.

El LHC produce mucha energia, pero esa energia no es nada en comparacion de la muchos rayos cosmicos qu nos bombardea todos los dias, se han llegado a medir energia 10,000 millones veces superiores a las que puede producir el LHC en rayos cosmicos.

Ahora bien por lo regular muchos rayos cosmicos son hadrones, que chocan con las particulas de la atmosfera y se desintegran en otras, es por eso que si se fuese a formar un agujero negro por ese choque ya hace mucho tiempo este se hubiese formado en la atmosfera superior, y fue por eso que Anderson tuvo que ir a las montañas para descubrir particulas exoticas, ya que en la naturaleza se producen esas colicione constantemente, el muon es solo un subproducto de choques de increible potencia, que dejarian todas nuestras maquinas, como irrelevantes.

Las energias del LHC por garnde que nos pueda parecer son insignificantes a los choques de hadrones que se producen en la atmofera todos los dias


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