Propiedades de las Particulas Elementales

[Ragna]

Saludos

Tengo unas cuantas preguntas sobre las propiedades de las Particulas Elementales. A ver si alguien puede respondermelas. Estaría muy agradecido.

La primera es, el motivo por el que una misma particula, dependiendo de su carga, puede tener propiedades diferentes. Por ejemplo, un pión, en el caso de ser un mesón π+ o π−, tiene masa de 139.6 MeV/c², y una vida media de 2.6 × 10−8 segundos; frente el mesón π0, con una masa de 135.0 MeV/c² y una vida media muy inferior, de 8.4 × 10−17 segundos.

Otra duda es con respecto al tipo de interacciones que sufre una particula.

Veamos, la interacción fuerte tiene lugar entre protones y neutrones; mientras que la débil actua, por ejemplo, en el decaimiento de los neutrones libres, la interacción entre neutrinos, la captura electronica, la emisión de β+...

Entonces, dado el caso del hiperon Λ se descompone en un nucleón (y un pión), por interacción debil. ¿Por que una particula mediante interacción debil da lugar a una que a su vez se descompone por interaccion fuerte?

Quizás sean tonterias, pero me gustaria hayar donde está el fallo de mis dudas. Alegar que apenas tengo meras nociones basicas de Fisica de Particulas, y poco mas de Cuantica.

Un saludo, y muchas gracias de antemano.

[Guest]

Veo Ragna, que no te andas con chiquitas. Me alegraré de que alguien responda a tus preguntas que también satisfarán mi curiosidad.

Yo por el momento, concentrada mi preocupación por la dichosa Amplitud, ni siquiera me lo había planteado. Pero es un buen tema.

Serán interesantes las intervenciones provengan de donde sea.

Saludos del Abuelo.

[alshain]

Yo se poco de física de partículas, pero creo que puedo contestar alguna de tus preguntas.

La primera es, el motivo por el que una misma particula, dependiendo de su carga, puede tener propiedades diferentes. Por ejemplo, un pión, en el caso de ser un mesón π+ o π−, tiene masa de 139.6 MeV/c², y una vida media de 2.6 × 10−8 segundos; frente el mesón π0, con una masa de 135.0 MeV/c² y una vida media muy inferior, de 8.4 × 10−17 segundos.

Esas partículas están compuestas por quarks y su composición es distinta, cosa que da lugar a esa diferencia de comportamiento. Los π+ o π− están compuestos por un quark y un antiquark de los cuales uno tiene un sabor distinto que el otro. El π0, por el contrario, está compuesto por un quark y un antiquark del mismo sabor. De ahí que el π0 decaiga mucho más rápido, ya que se trata de una aniquilación de una partícula con su respectiva antipartícula.

Entonces, dado el caso del hiperon Λ se descompone en un nucleón (y un pión), por interacción debil. ¿Por que una particula mediante interacción debil da lugar a una que a su vez se descompone por interaccion fuerte?

¿Por qué no? Si consideras los hiperones como compuestos por un nucleón (protón o neutrón) y un mesón, entonces está claro que debe ser así.

Un saludo.

[Ragna]

Muchisimas gracias por contestar, alshain.

Esas partículas están compuestas por quarks y su composición es distinta, cosa que da lugar a esa diferencia de comportamiento. Los π+ o π− están compuestos por un quark y un antiquark de los cuales uno tiene un sabor distinto que el otro. El π0, por el contrario, está compuesto por un quark y un antiquark del mismo sabor. De ahí que el π0 decaiga mucho más rápido, ya que se trata de una aniquilación de una partícula con su respectiva antipartícula.

¿Y es tambien la diferencia en los quarks que los componen lo que hace que tengan distinta masa?

[Entro]

Yo se poco de física de partículas, pero creo que puedo contestar alguna de tus preguntas.

La primera es, el motivo por el que una misma particula, dependiendo de su carga, puede tener propiedades diferentes. Por ejemplo, un pión, en el caso de ser un mesón π+ o π−, tiene masa de 139.6 MeV/c², y una vida media de 2.6 × 10−8 segundos; frente el mesón π0, con una masa de 135.0 MeV/c² y una vida media muy inferior, de 8.4 × 10−17 segundos.

Esas partículas están compuestas por quarks y su composición es distinta, cosa que da lugar a esa diferencia de comportamiento. Los π+ o π− están compuestos por un quark y un antiquark de los cuales uno tiene un sabor distinto que el otro. El π0, por el contrario, está compuesto por un quark y un antiquark del mismo sabor. De ahí que el π0 decaiga mucho más rápido, ya que se trata de una aniquilación de una partícula con su respectiva antipartícula.

Entonces, dado el caso del hiperon Λ se descompone en un nucleón (y un pión), por interacción debil. ¿Por que una particula mediante interacción debil da lugar a una que a su vez se descompone por interaccion fuerte?

¿Por qué no? Si consideras los hiperones como compuestos por un nucleón (protón o neutrón) y un mesón, entonces está claro que debe ser así.

Un saludo.

Otra manera de verlo es así, como ha comentado Alshain se pueden considerar como compuestos de quarks las partículas que tu indicas. Pero sin adentrarnos en ese nivel la diferencia de masa es puramente electromagnética. Me explico, los piones cargados polarizan el vacio circundante y por lo tanto su masa parece ser mayor. El pión neutro por lo tanto no tiene esa contribución electromagnetica. Además si uno contruye una teoria de campos pionicos verá como al definir los piones con carga surgen terminos de masa adicionales por su acoplo con el campo electromagnetico como estamos diciendo.

Respecto al hiperon es peligroso decir que esta compuesto por un barion y un meson porque eso no es cierto de ningún modo. Lo que ocurre es que el hiperon esta compuesto por quarks pesados que son inestables y decaen, por interacción débil, a otros más ligeros. De hecho los quarks tambien estan sujetos a esta interacción aparte de la fuerte. La interacción debil no es una fuerza es algo que cambia el tipo de partículas, cambia los quarks entre si y los leptones entre si. Es así como funciona

[alshain]

Convicente explicación para la diferencia de masa medida, Entro. Gracias.

Respecto al hiperon es peligroso decir que esta compuesto por un barion y un meson porque eso no es cierto de ningún modo. Lo que ocurre es que el hiperon esta compuesto por quarks pesados que son inestables y decaen, por interacción débil, a otros más ligeros.

Enmienda aceptada. He estado leyendo el artículo de wikipedia al respecto y hay un dibujo bastante claro sobre ello.

Un saludo.

[alshain]

-repetido-

[Ragna]

Muchas gracias Entro, creo que ya me voy haciendo una idea.

Una pequeña duda

Me explico, los piones cargados polarizan el vacio circundante y por lo tanto su masa parece ser mayor.

¿Parece mayor o es mayor? Supongo que si simplemente es vacio polarizado no debe de tener masa, por lo que ese "extra" de masa sería simplemente un error de medida, por lo que el valor real de la masa sería el del pion neutro. ¿Eso implica que mi fallo debe de estar en que la polaridad puede aportar masa en el vacio?

[Entro]

¿Parece mayor o es mayor? Supongo que si simplemente es vacio polarizado no debe de tener masa, por lo que ese "extra" de masa sería simplemente un error de medida, por lo que el valor real de la masa sería el del pion neutro. ¿Eso implica que mi fallo debe de estar en que la polaridad puede aportar masa en el vacio?

Es mayor, una idea aproximada que te puedes hacer es la siguiente: La masa es una característica inercial, es los que se opone un sistema a un cambio de movimiento. Evidentemente si tenemos una nube de cargas alrededor de la partícula, producirle un cambio de movimiento será más dificil, por tanto presenta más inercia, por tanto tiene más masa. Recordemos que en teoría cuántica de campos el concepto de masa solo es inercial ya que no se considera la gravedad.

[Guest]

¡Hola Entro! Tu argumento, es aplastante. Ojalá me des razón de semejante calidad, para mis temas con la amplitud.
Saludos a todos, del Abuelo.