En pocas palabras:
Todos los datos recogidos sobre la física de partículas pueden clasificarse maravillosamente en lo que se denomina la Modelo estándar . Se basa en simetrías de grupo en el comportamiento de las partículas, tres grupos dos de ellos grupos unitarios especiales y uno un grupo unitario simple.
SU(3) x SU(2) x U(1)
strong weak electromagnetic
cada grupo representa una de las tres fuerzas etiquetadas anteriormente.
¿Qué significa esto? Significa que todas las partículas elementales pueden encontrarse como miembros de una representación irreducible de estos grupos combinados, los modelo quark clasificación encuentra su justificación matemática.
Un ejemplo de representación de un grupo SU(3) es el octeto de bariones, donde los números cuánticos de las partículas permiten introducirlas en la representación octeto de un grupo SU(3).
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Figura 4. El octeto de bariones en estado fundamental S = 1⁄2
La unificación matemática de las tres fuerzas, expresada en el formalismo lagrangiano propio, está en las partículas elementales básicas de la tabla: los quarks, los leptones y los portadores de fuerza intermedios, fotones y gluón y W/Z. En la primera versión del modelo las masas eran nulas si se querían respetar matemáticamente las simetrías, mientras que las partículas reales tenían masas .
Era necesario encontrar una manera de dar masas a las partículas elementales y esa manera se encontró mediante el mecanismo de Higgs, que rompía la simetría de tal manera que permitía la aparición de masas para las partículas.
Otro gráfico de simetrías muestra el campo de Higgs rompiendo la simetría:
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El patrón de isospín débil, T3, hipercarga débil, YW, y carga de color de todas las partículas elementales conocidas, rotadas por el ángulo de mezcla débil para mostrar la carga eléctrica, Q, aproximadamente a lo largo de la vertical. El campo neutro de Higgs (cuadrado gris) rompe la simetría electrodébil e interactúa con otras partículas para darles masa.
El mecanismo de Higgs impregna todo el espacio, es un campo. Sin embargo, cuando se incluyó en las ecuaciones matemáticas que definen el Modelo Estándar se hizo una predicción: Debería existir una partícula con una masa fija, que es el Higgs encontrado en el CERN, que no estaría ahí si el mecanismo de Higgs no existiera.
Así, la partícula encontrada en el CERN confirmó que el mecanismo de Higgs está en funcionamiento y es real, rompiendo la simetría de masa cero y dando masas a todas las paraciencias, incluida la propia partícula de Higgs.
La formulación matemática y las soluciones del Lagrangiano del modelo estándar es algo que se podría estudiar en un curso semestral. Si te fijas en el enlace, no es tan sencillo de discutir en este foro.
