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Búsqueda y descubrimiento con masa

En este capítulo te familiarizarás con las herramientas finales que necesitas para ser capaz de proceder con tu trabajo, es decir los métodos físicos y técnicas matemáticas utilizadas. Con ellas redescubrirás el bosón Z y otras partículas conocidas, la búsqueda del bosón de Higgs y por último ni más ni menos que explorar lo ¡Desconocido!

El truco que utilizarás para estar bien seguro de que una partícula real fue creado en la colisión, no solo es reconocer los productos de desintegración, como pares electrón-positrón, muon-antimuon o pares de fotones, sino también reconstruir la masa de la partícula que se desintegra.

Verás, masa es una propiedad de las partículas que junto a otras propiedades puede ser utilizada para identificarlas de forma única.

Para entender como reconstruir una masa, necesitas saber qué significa eV (electrón Voltio), qué es el momento y que es un vector. Para más información sigue los enlaces Unidades de energí, Momento or Vectores.

Utilizaremos la fórmula de Einstein masa-energía en una forma más completa así como alguna ley fundamental de la Naturaleza: la conservación de la energía y el momento en cualquier proceso de la Naturaleza. Sus valores deben ser iguales antes y después de la colisión.

En la siguiente sección explicaremos una relación útil que nos capacitará para obtener la masa de una partícula-“madre” que decae, una vez que son conocidos algunos parámetros.

¡Así es cómo se ve la relación para un bosón Z decayendo a e+e-!

En esta preciosa fórmula m0 es la masa, E la energía, p el momento y c la velocidad de la luz. El superíndice e y Z significan, respectivamente, electrón y bosón Z.

¿Y cómo buscarás el bosón Z? Ya que la desintegración de un Higgs del modelo estándar a electrones y muones tiene una probabilidad muy baja, será mejor que procedas con sucesos di-fotones y 4-leptones.

Así, para H→γγ, usa la fórmula de arriba reemplazando Z por H y e por γ. ¡y a ver!

Para H→llll, usa la fórmula de arriba y, en lugar de trabajar con 2 partículas, suma las energías y momentos de los 4 leptones y llama a la partícula “madre” en lugar de Z. Sencillo ¿no crees?

¡Pasa a la siguiente sección para aprender más!