Velocidad Relativista y Bosón de Higgs

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Velocidad Relativista y Bosón de Higgs

Mensajepor deeper_space » 27 Jun 2005, 12:20

Seguramente voy a plantear una tontería...
Por la Ley de la Relatividad de Einstein, sabemos que si intentamos acelerar una partícula hasta la velocidad de la luz nos será prácticamente imposible porque a medida que ésta vaya adquiriendo velocidad, la energía necesaria para acelerarla será cada vez mayor debido al aumento de masa que percibiría dicha partícula.
Por otro lado, aunque no se ha detectado aún, se cree que el bosón de Higgs es la partícula encargada de proporcionar a todo el resto de partículas la característica de masa.
Pues bien, si hipotéticamente hubiera algún método que nos permitiera "extraer" los bosones de Higgs de la materia tal cual la conocemos estaríamos ante un método para poder viajar a velocidades relativistas, ¿no?

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Mensajepor ramsonian » 28 Jun 2005, 00:14

Uff.... deeper.
No sé. Digamos que aunque me gustaria que me quitaran parte de mis bosones de Higgs (como unos 5 ó 6 kilos). Tengo un poco de miedo que al quitarlos todos la materia deje de ser materia y adiós al invento.

Es como si dijeras "ya que los protones y neutrones pesan unas 2000 veces mas que los electrones... si los quitaramos nos costaría 2000 veces menos mover las cosas!"

Hombre... en teoría sí... pero ¿qué nos queda? y sobre todo ¿quién le pone el cascabel al gato?

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Mensajepor deeper_space » 28 Jun 2005, 08:00

Ya, ramsonian, es una idea disparatada. :oops: Y más viniendo de mi "incultura" en física cuántica. Pero si hay partículas que lo que hacen es proporcionar a la materia ciertas características es lógico pensar que la ausencia de estas partículas implicaría la carencia de la materia en esa característica. Es lo mismo que el gravitón. Si realmente existe y es la partícula encargada de dotar a la materia la característica de Energía Gravitacional, ¿qué pasaría si la materia careciese de ella? Se abrirían caminos hasta ahora imposibles para la Física.

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Mensajepor ramsonian » 28 Jun 2005, 14:02

No, si tienes toda la razón. Como teoría puede abrirse una amplio campo.
Lo que pasa es que como procedimiento.... parece complicado, ya que la masa es algo muy esencial de la materia. Aunque bueno, los caminos de la física son inexcrutables

Yo sigo pensando que si algún día viajamos más rápidos que la velocidad de la luz será "atajando" de alguna manera por el entramado espacio-tiempo. Y no viajando de manera "normal"

(ya, ya sé que es igual de inconcebible que lo de quitar la masa a los objetos...)

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Mensajepor deeper_space » 30 Jun 2005, 08:31

ramsonian escribió:Uff.... deeper.
No sé. Digamos que aunque me gustaria que me quitaran parte de mis bosones de Higgs (como unos 5 ó 6 kilos).

No, si a mi tambien. Pero no 5 ó 6. Unos cuantos más pero desgraciadamente, aunque ya no pesaríamos eso, el volumen seguiría siendo el mismo. :cry:

Por cierto y repasando un poco este tema... Si el Gravitón es una partícula de intercambio y es la responsable de las interacciones gravitacionales y por otro lado, el bosón de Higgs es la partícula que dota de masa a la materia, aquí hay algo que no me cuadra. Vamos a ver. Si un cuerpo no tiene masa porque supuestamente le hemos despojado de sus bosones de Higgs (dejando a parte concepción relativista de momento) entonces no tendrá interacciones gravitacionales con su entorno. Pero ¿qué sucede con el Gravitón?¿Dejaría de hacer sus funciones?

No sé si me expliqué... :?

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Mensajepor ramsonian » 30 Jun 2005, 13:35

Hombre, hace tiempo que no repaso las partículas subatómicas y sus propiedades (como 6 años, así que imagínate que al día estoy)

Pero tal y como yo lo entiendo, los gravitrones tienen una función de unión entre la masa.

Digamos que entre dos masas se establece un "flujo" de gravitrones (que aun no ha sido detectado .. o ¿si? -llevo 6 años de desfase) que es el que provoca la atracción de las masas. Como dices que el boson de higgs es el "encargado" de la masa de la materia, entonces los gravitrones son "un flujo de particulas" que une los bosones.
(entiendo que el boson pone la masa y el gravitrón la atracción)

Pero espero rectificaciones, que soy muy lego en la materia. :)

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Mensajepor deeper_space » 30 Jun 2005, 15:03

Yo tampoco soy muy lego en esto, pero en fin... Creo que las dos únicas partículas que no se han detectado hasta ahora y que completarían el Modelo Estándard son el Boson de Higgs y el gravitón.
Con el bosón de Higgs ha habido la particularidad de que se preveía que tuviera cerca de 100 Gev de energía y parece ser que tendrá sobre los 110-115 GeV. Para esa energía, el actual acelerador de partículas del CERN (el LEP o Large Electron-Positron collider) no está preparado. Pero en cambio, sí que está previsto que pueda el próximo que está en construcción (el LHC o Large Hadron Collider).
Sobre el gravitón... Al igual que el bosón de Higgs, es una partícula hipotética de la cual se está a expensas de descubrir. Lo que sucede es que al igual que el Neutrino y el Fotón (aunque hay quien se emperre que sí), son partículas sin masa y que se desplazan a la velocidad de la luz.
Hasta aquí lo que yo se. Se que es mas bien poco. :?

Pero bueno, si sigo desvariando y apartándome claramente del método científico (cosa que intento no hacer usualmente) y pongo en marcha mi imaginación, pues... lo que te decía. si pudiéramos desposeer de esas partículas a la materia se abren infinitos caminos. Por ejemplo, si a un astronauta y a su nave se les desposee de los Bosones de Higgs, entonces podríamos conseguir que viajaran a velocidades relativistas sin prácticamente consumir energía.
Y al igual. Si a la materia le desposeemos de los gravitones, entonces imagínate. Conseguir que algo se mueva sin sentir la Fuerza Gravitacional de otros cuerpos... ¡Buff! Se me va la pinza.

P.D: "Solo se que no se nada", Socrates

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Mensajepor ramsonian » 30 Jun 2005, 20:16

Volvamos un poco atrás en el tiempo
¿Qué son los bosones?
¿Son particulas subatomicas libres? ¿O se asocian para formar particulas atomicas?

(por cierto muy sutil lo de "algunos se empeñan en que tienen masa")
:)

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Mensajepor deeper_space » 11 Jul 2005, 11:58

Hola ramsonian, perdona mi tardanza pero para poder responder a tu pregunta he tenido que hacer un "trabajillo" para refrescar todo este mundo subatómico.

Bien, como respuesta a si los bosones son partículas libres o no... Pues las dos cosas, puesto que las partículas de intercambio están consideradas como bosones y los mesones (las combinaciones de 2 quarks) también.

Por eso te muestro mi "trabajillo" a ver si a tí te ayuda igual que a mí.

*******************************
El modelo clásico de un átomo decía que estaba formado por protones y neutrones en su núcleo y electrones que lo orbitan. Nos imaginábamos al átomo formado por "bolitas".

Este modelo nos ha servido durante décadas pero la verdad es que no se ajusta a la realidad. Ello es porque se descubrió que los Protones y Neutrones tenían estructura, que no eran partículas fundamentales, mientras que el electrón sí. Los Protones y los Neutrones están formados por Quarks. Y posiblemente los quarks tampoco sean partículas fundamentales. Pero parémonos aquí.

Os muestro un pequeño dibujo que he hecho para explicar lo anterior.

Imagen

Pero esto no acaba aquí porque sabemos de la existencia de más partículas. Por ejemplo el Fotón. La luz. Así que los Físicos decidieron dividir las partículas según su cometido formando así lo que se conoce como Modelo Estándard:

- partículas portadoras
- partículas materiales (a cada una de ellas le corresponde también la existencia de su antipartícula)


PARTÍCULAS MATERIALES:

- leptones
- quarks

LEPTONES:
Son 6. 3 con carga eléctrica negativa y 3 neutros. No acostumbran a integrarse unos con otros. Todos tienen espín 1/2.
De los leptones cargados tenemos al conocido Electrón, al Muón y la partícula Tau o Tauón. De hecho, hay quien considera que estos 3 leptones no dejan de ser Electrones pero con masas diferentes. El Electrón es el que tiene menos masa, depués le sigue el Muón y después la partícula Tau, que es la más masiva. Pero estas dos últimas, aún siendo más masivas, son extremadamente inestables y por eso no las encontramos habitualmente,
Por cada uno de estos leptones existe su correspondiente neutrino, de carga neutra como su nombre indica.
Los neutrinos no tienen masa o al menos, si tienen, es muy pequeña. Pero hasta ahora, los intentos por medirla han sido infructuosos.
Al no tener carga eléctrica, no interactúan con el campo magnético. Tampoco suelen interactuar con la materia de forma que atraviesan cualquier cosa: nosotros, un planeta...

Así tenemos que los Leptones son:
- Electrón
- Neutrino del Electrón
- Muón
- Neutrino del Muón
- Tauón
- Neutrino del Tauón

Sus antipartículas son:
- Positrón
- AntiNeutrino del Electrón
- AntiMuón
- AntiNeutrino del Muón
- AntiTauón
- AntiNeutrino del Tauón

QUARKS:
Hay 6 Quarks (también llamados "sabores"), todos con spin 1/2, aunque los Físicos acostumbran a nombrarlos por pares:
Up/Down (Arriba/Abajo)
Charm/Strange (Encanto/Extraño)
Top/Bottom (Cima/Fondo)

Hay aún quien a estos dos últimos los denomina Truth/Beauty (Verdad/Belleza)

También se les conoce mediante la primera letra del nombre. ASí:
Up = u
Down = d
Charm = c
Strange = s
Top = t
Bottom = b

La cargas eléctricas son siempre fraccionarias. Pueden valer 2/3 ó -1/3. En cada par de quarks que hemos visto, el primer componente tiene carga 2/3 y el segundo -1/3.
Así que tenemos que los Quarks Up, Charm y Top tienen carga 2/3, y los Down, Strange y Bottom carga -1/3.
Los Quarks se combinan entre sí para formar otras partículas pero lo hacen de forma que la carga eléctrica resultante tenga valor entero. Si tenemos en cuenta esta última premisa nos daremos cuenta que no podemos combinar sólo 2 Quarks porque nunca daremos como resultado una partícula con carga entera. Así que necesitamos de un tercero.
Hay 14 posibles combinaciones de 3 Quarks que den un resultado de carga entera. Las partículas resultantes se denominan BARIONES y son los siguientes:
Protón (combinación uud, carga +1)
Neutron(ddu)
Delta++(uuu)
Delta+(uud)
Delta0(udd)
Delta-(ddd)
Lambda0(uds)
Lambda+(udc)
Sigma+(uus)
Sigma0(uds)
Sigma-(dds)
Xi0(uss)
Xi-(dss)
Omega-(sss)

Al Protón y al Neutrón se les denomina también NUCLEONES o HADRONES y al resto HIPERIONES.

Pero antes dijimos que a cada partícula de materia le corresponde su antipartícula. Por lo tanto, cada Quark también tiene su antipartícula. Su anti-u, anti-d, anti-c...
Si ese anti-quark tiene carga eléctrica contraria, entonces sí que podemos combinar dos quarks de forma que el resultado sea una carga eléctrica entera.
Por ejemplo, si combinamos un Quark Up con un AntiQuark Down (2/3 + 1/3 = 1) nos da una partícula con carga electrica 1. En este caso, la partícula era un Pion.
Así, las partículas resultantes de la combinación de un Quark y un AntiQuark se les denomina MESONES, todas con spin fraccionario. Son muchos pero podríamos destacar al Pion (u, anti-d) y al Kaon (u, anti-s).

Todos los BARIONES y los MESONES (excepto el Protón y el Neutrón) son muy inestables y tienen tiempos de vida muy cortos, de milisegundos.

Una última clasificación se suele hacer en función del Spin de la partícula.
Si el spin es fraccionario, la partícula se dice que es del tipo FERMIÓN.
Si el spin es entero, la partícula se dice que es del tipo BOSÓN.
Así, los Leptones, los Quarks y los Bariones son Fermiones, mientras que las partículas de intercambio y los Mesones son Bosones.

PARTÍCULAS PORTADORAS O DE INTERCAMBIO:
Son las causantes de las 4 fuerzas básicas que hay en la naturaleza:
La fuerza nuclear fuerte: Gluón
La fuerza nuclear débil: Bosones W+, W- y Z
La fuerza gravitacional: Gravitón
La fuerza electromagnética: Fotón

Y además de aquella partícula responsable de dotar de masa al resto de bosones y fermiones:
El bosón de Higgs o H

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Mensajepor ramsonian » 11 Jul 2005, 14:24

Muchas gracias por la exposición, deeper.
Aunque sigo con alguna dudilla referente al boson H
Según entiendo esa particula no es portadora (por no ser la responsable de interacción), pero sin embargo dices que es la responsable de la "masa" de las demás partículas.

¿Quiere esto decir que si descomponemos un quark con masa (supongo que algún quark debe tener masa puesto que p.e. el proton está compuesto de 3 quarks -for mustermark!-) nos saldrá el bosón H y otras particula sin masa?

¿O simplemente que el boson H interacciona con los quark (y las demás partículas) para darles esa propiedad llamada masa... ?

Son preguntas un poco filosóficas.... pero la fisica de partículas es MUY filosófica!

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