Particulario

par·ti·cu·la·rio — Física de partículas interactiva en español. Del electrón al Higgs, pasando por el zoo de hadrones, en tres niveles de profundidad: primero las ideas, luego el cálculo de Feynman, y al final el Modelo Estándar en serio — con visualizaciones, ejemplos por todas partes y ejercicios resueltos.

3 niveles
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¿Por dónde empiezo? → Cómo leer Particulario: qué pide cada nivel y cuál es tu puerta de entrada.

Nivel I

Conceptual

Las ideas de la física de partículas con números de verdad — potencias de diez, unidades de energía, leyes de conservación — pero sin álgebra ni cálculo. Divulgación exigente, para entender de qué va todo esto.

Módulo I.1

Historia: del átomo al Modelo Estándar

Un siglo de sorpresas: el átomo se rompe, aparecen partículas que nadie pidió, el zoo se desborda y los quarks ponen orden — hasta el bosón de Higgs en 2012.

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  1. 01 El átomo se rompe
  2. 02 Partículas que nadie pidió
  3. 03 El zoo y los quarks
  4. 04 Completar el Modelo Estándar
Módulo I.2

El zoo: leptones, quarks, hadrones y bosones

Quién es quién en el Modelo Estándar: las doce partículas de materia, los mensajeros de las fuerzas, y el centenar largo de hadrones compuestos.

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  1. 01 El mapa del zoo
  2. 02 Los leptones
  3. 03 Los quarks y los hadrones
  4. 04 Los bosones y el Higgs
Módulo I.3

Las cuatro interacciones y sus mensajeros

Gravedad, electromagnetismo, fuerza fuerte y fuerza débil: alcances, intensidades y las partículas que las transmiten.

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  1. 01 Las fuerzas son intercambios
  2. 02 El electromagnetismo
  3. 03 La fuerza fuerte
  4. 04 La débil, la gravedad y la jerarquía
Módulo I.4

Leyes de conservación y simetrías

Qué desintegraciones ocurren y cuáles están prohibidas: carga, número bariónico y leptónico, y las simetrías rotas — paridad y CP.

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  1. 01 Lo que no está prohibido es obligatorio
  2. 02 Los números que protegen el universo
  3. 03 El teorema de Noether
  4. 04 El espejo roto
Módulo I.5

Aceleradores y detectores

Cómo se fabrica una colisión de 13,6 TeV y cómo se fotografía: del sincrotrón a los detectores del LHC, capa a capa.

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  1. 01 Cómo se fabrica una colisión
  2. 02 La cámara de burbujas
  3. 03 La cebolla de capas
  4. 04 Del choque al descubrimiento
Módulo I.6

Neutrinos: los fantasmas que oscilan

Billones te atraviesan cada segundo sin dejar rastro. Y por el camino cambian de identidad: las oscilaciones que dieron masa al neutrino.

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  1. 01 El mensajero que atraviesa el Sol
  2. 02 La identidad es una onda
  3. 03 Los tres golpes
  4. 04 Lo que aún esconden
Módulo I.7

El Higgs y el origen de la masa

Por qué hizo falta medio siglo y 27 kilómetros de anillo para encontrar la pieza que da masa a todas las demás.

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  1. 01 Masas prohibidas
  2. 02 El sombrero mexicano
  3. 03 Lo que el Higgs hace (y lo que no)
  4. 04 Cazar al bosón
Módulo I.8

Preguntas abiertas

Materia oscura, asimetría materia-antimateria, jerarquía de masas: lo que el Modelo Estándar no explica.

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  1. 01 La materia oscura
  2. 02 El universo que no debería existir
  3. 03 Los números que nadie eligió
  4. 04 El mapa de las fronteras
Nivel II

Carrera

El nivel de la asignatura de partículas, siguiendo a Griffiths: cinemática relativista, el modelo de quarks y el cálculo de diagramas de Feynman de verdad.

Módulo II.1

Cinemática relativista

Cuadrivectores, masa invariante, colisiones y energías umbral — con la deuda del Bevatrón saldada y el límite GZK de propina.

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  1. 01 El idioma de la relatividad
  2. 02 Energía, momento y masa invariante
  3. 03 Colisiones y umbrales
  4. 04 Desintegraciones en dos cuerpos
  5. 05 La hoja de problemas
Módulo II.2

Simetrías y modelo de quarks

Isospín, extrañeza y el camino óctuple que predijo la Ω⁻ — hasta las tres piezas que explican el mapa entero.

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  1. 01 El isospín
  2. 02 La extrañeza
  3. 03 El camino óctuple
  4. 04 Los quarks explican el mapa
  5. 05 La hoja de problemas
Módulo II.3

Regla de oro

De la amplitud al observable: anchuras, vidas medias y secciones eficaces — hasta la resonancia que contó las familias del universo.

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  1. 01 La anchura y la vida
  2. 02 La regla de oro
  3. 03 La sección eficaz
  4. 04 La resonancia que contó familias
  5. 05 La hoja de problemas
Módulo II.4

Cálculo de Feynman

Las reglas del juego con el modelo ABC de Griffiths: vértices, propagadores, canales — y los infinitos con su factura.

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  1. 01 El dibujo que calcula
  2. 02 Las reglas del juego
  3. 03 Las dos vidas del propagador
  4. 04 Los lazos y el infinito
  5. 05 La hoja de problemas
Módulo II.5

Ecuación de Dirac

Espinores, el espín que emerge, la antimateria profetizada — y la quiralidad que la fuerza débil lee.

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  1. 01 La raíz cuadrada del universo
  2. 02 El espín que emerge
  3. 03 El mar que se hizo antimateria
  4. 04 La mitad que lee la débil
  5. 05 La hoja de problemas
Módulo II.6

QED

La teoría reina: un solo vértice, el proceso patrón e⁺e⁻ → μ⁺μ⁻, Compton, Bhabha — y la constante que corre.

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  1. 01 Un solo vértice
  2. 02 El proceso patrón
  3. 03 Compton y la aniquilación
  4. 04 La teoría más precisa
  5. 05 La hoja de problemas
Módulo II.7

QCD elemental

Tres colores contados con la razón R, ocho gluones que se atraen, la constante que corre al revés — y los chorros que traducen.

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  1. 01 El color, por triplicado
  2. 02 Ocho mensajeros con carga
  3. 03 La libertad asintótica
  4. 04 Los chorros
  5. 05 La hoja de problemas
Módulo II.8

Interacción débil

La fuerza que no respeta nada: V−A, el ángulo de Cabibbo, el quark que predijo GIM y la matriz CKM con su fase.

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  1. 01 La fuerza que no respeta nada
  2. 02 El ángulo de Cabibbo
  3. 03 GIM y el encanto que faltaba
  4. 04 La matriz CKM
  5. 05 La hoja de problemas
Nivel III

Moderno

El Modelo Estándar en serio, siguiendo a Thomson: teoría electrodébil, mecanismo de Higgs, QCD profundo y la física que se hace hoy en los colisionadores.

Módulo III.1

Teoría electrodébil

Las fuerzas se deducen de simetrías: SU(2)×U(1), el fotón como mezcla, las anchuras del Z desde cero y las masas anunciadas de 1983.

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  1. 01 La fase que fabrica fuerzas
  2. 02 El fotón es una mezcla
  3. 03 La corriente que nadie había visto
  4. 04 Las masas anunciadas
  5. 05 La hoja de problemas
Módulo III.2

Mecanismo de Higgs

La simetría que se esconde, el Goldstone devorado, el contrato acoplamiento ∝ masa y las cuentas pendientes del vacío.

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  1. 01 La simetría que se esconde
  2. 02 El Goldstone devorado
  3. 03 El precio de cada masa
  4. 04 Las cuentas del vacío
  5. 05 La hoja de problemas
Módulo III.3

QCD profundo

Rutherford tres veces: el protón abierto en canal — partones, funciones de estructura, el escalado roto y el pión Goldstone.

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  1. 01 Rutherford, tres veces
  2. 02 La instantánea del protón
  3. 03 El escalado roto
  4. 04 El pión era un Goldstone
  5. 05 La hoja de problemas
Módulo III.4

Neutrinos cuantitativos

La fórmula del 1,27, la matriz PMNS frente a la CKM, el efecto MSW en el Sol — y el balancín que apunta a 10¹⁴ GeV.

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  1. 01 La partícula con dos relojes
  2. 02 La otra matriz
  3. 03 El Sol, la Tierra y los reactores
  4. 04 Lo que falta por pesar
  5. 05 La hoja de problemas
Módulo III.5

Violación CP

El kaón que es dos, los piones de 1964, el triángulo de unitariedad y las fábricas de B que midieron la fase.

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  1. 01 La partícula que es dos
  2. 02 Dos piones que no debían estar
  3. 03 El triángulo de unitariedad
  4. 04 La fábrica de asimetrías
  5. 05 La hoja de problemas
Módulo III.6

Colisionadores

La luminosidad y sus perillas, la escalera de doce órdenes, las cinco sigmas del 4 de julio — y el final del principio.

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  1. 01 La fábrica de colisiones
  2. 02 La escalera de doce órdenes
  3. 03 El cuatro de julio
  4. 04 El final del principio
  5. 05 El oficio, por dentro
  6. 06 La hoja de problemas
Anexo

La trastienda

Para después del curso: la teoría cuántica de campos que los tres niveles usaron sin nombrar — qué es una partícula, de dónde salen las reglas de Feynman, por qué los infinitos no matan la teoría, y la línea que lo resume todo.

Anexo QFT

Teoría cuántica de campos

El campo como única realidad, la suma de todos los caminos, los infinitos domesticados y la lagrangiana del Modelo Estándar.

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  1. 01 El campo es lo único que hay
  2. 02 De dónde salen las reglas
  3. 03 Los infinitos, domesticados
  4. 04 La línea que resume el curso
Anexo B · Taller

El taller de trazas

El músculo del cálculo: espinores explícitos, el truco de Casimir, e⁺e⁻ → μ⁺μ⁻ de principio a fin — y una hoja de problemas sin soluciones.

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  1. 01 Los espinores, en la mano
  2. 02 La máquina de trazas
  3. 03 El proceso patrón, de principio a fin
  4. 04 La hoja de problemas