top

 

GLOSARIO


Acelerador: máquina usada para acelerar partículas ata altas velocidades (e por tanto a altas enerxías comparada coa súa enerxía en repouso)

Aniquilación: proceso polo que unha partícula se atopa coa súa antipartícula desaparecendo ámbalas dúas. A enerxía correspondente pode aparecer como outra parella partícula-antipartícula, como varios mesóns ou quizais como bosons neutros (como fotóns). As partículas producidas poden ser cualquera combinación permitida pola conservación da enerxía o momento e dos diferentes tipos de carga.

Antimateria: Material feito de antifermións. Definimos os fermións que forman o noso universo como materia e as súas antipartículas como antimateria. Na Teoría de Partículas non hai distinción a priori entre materia e antimateria. A asimetría do universo entre estas dúas clases de partículas é un problema para o que non hai aínda unha explicación definitiva .

Antipartícula: Para cada tipo de fermión hai outro tipo de fermión que ten exactamente a mesma masa pero o valor oposto de todas as outras cargas (os números cúanticos correspondentes). Por exemplo, a antipartícula do electrón é unha partícula de carga eléctrica positiva chamada  positrón. Os bosóns tamén teñen antipartículas a excepción dos que teñan valor cero para todas as cargas. Por exemplo, un fotón o un bosón composto dun quark e o seu antiquark correspondente. Neste caso non hai distinción entre a partícula e a antipartícula, son o mesmo obxecto.

Antiquark: a antipartícula dun quark.

Astrofísica: Física dos obxectos astronómicos tales como estrelas e galaxias.

Barión: Unha partícula que "sinte" a interacción forte (hadrón) formada por tres quarks. O protón (uud) e o neutrón (udd) son ámbolos dous barións. Poden tamén conter pares adicionais de quark-antiquark.

Beam (feixe): corrente de partículas producidas por un acelerador agrupadas xeralmente en paquetes.

B-fábrica: Un acelerador deseñado para maximizar a producción dos mesóns B. Este tipo de mesóns están formados ou un quarks tipo b ou un antiquark b.

Big Bang (Teoría da Gran Explosión): teoría dun universo que se expande e que comeza como un medio infinitamente denso e quente.

Bosón: partícula que ten un momento angular intrínseco (spin) de número enteiro medido en unidades de ℏ (spin = 0, 1, 2...). Todas as partículas son ou fermións ou bosóns. As partículas asociadas a todas as interaccións fundamentais (forzas) son bosóns. As partículas compostas con números pares de fermións (quarks) son tamén bosóns.

Bottom-beauty (b): O quinto tipo (sabor) de quark (en orde de masa crecente), con carga eléctrica de -1/3.

Branco Fixo (Fixed-Target): experimento no que un feixe de partículas nun acelerador impacta contra un branco inmóbil (ou case inmóbil). O branco pode ser un sólido ou un tanque que contén un líquido ou un gas.

Bunch: paquete de partículas iguais que circulan no acelerador formando o feixe de partículas..

Buratos Negros (microscópicos): De acordo con algúns modelos teóricos, "buratos negros microscópicos" poderían producirse nas colisión do LHC. En tal caso, o suceso sería fascinante pero en absoluto perigoso. Canto máis pequeno é un Burato Negro - Microscópico máis rapidamente decae ("evapórase"). Raios cósmicos con partículas moito más enerxéticas que as aceleradas no LHC colisionan continiamente na nosa atmósfera ou contra a superficie da Lúa dende hai 4500 millóns de anos e pode que se estean a prudicir eses microburatos negros. Porén, é obvio que non son ningunha ameaza para nós.

Burbullas de baleiro: Existen especulacións sobre que o universo non se atopa na súa configuración máis estable, e que as perturbacións causadas polo LHC poderían levalo a un estado máis estable, chamado "burbulla de baleiro", no que non poderíamos existir. Se o LHC poidese facer isto, tamén poderían facelo as colisiones de raios cósmicos. Posto que as burbullas de baleiro non se teñen producido nunca no universo visible, non se poderán producir no LHC.

C-simetría: simetría das leis físicas baixo transformación da carga. O electromagnetismo, a gravidade e a interacción forte obedecen a C-simetría, pero as interaccións febles violan a C-simetría.

Calorímetro: parte dun detector que mide a enerxía das partículas creadas nunha colisión. A maioría das partículas que entran no calorímetro crean unha cascada de novas partículas que ceden a súa enerxía ao calorímetro onde é medida.

Cámara de ionización: trátrase dun recipiente cheo de gas e provisto de dous electrodos con potenciais
diferentes. As partículas ionizan o gas e estos ions despráazanse cara o electrodo de signo contrario, creándose unha corrente que poede amplificarse e medirse.

Cámara de muóns: capas externas dun detector da partículas para seguir o paso de muóns. A excepción dos neutrinos, soamente os muóns acadan esas capas desde o punto de colisión.

Cámara de proxección temporal: poden medir as trazas que deixan os feixes incidentes nas tres dimensións, e contan con detectores complementarios para rexistrar outras partículas producidas nas colisións de alta enerxía.

Carga de color: número cuántico dunha partícula que determina a participación dela nas interaccións fortes. Quarks e gluóns levan cargas de color distintas de cero.

Carga eléctrica: número cuántico que determina a participación en interaccións electromagnéticas.

Carga: número cúantico dunha partícula. Determina se a partícula pode participar nun proceso de interacción. Unha partícula con carga eléctrica ten interaccións eléctrica; unha con dous tipos de cargas sentirá dous tipos de interacción, etc.

Charme (c): cuarto tipo (sabor) de quark (en orde de masa crecente), con carga eléctrica +2/3.

CLIC (The Compact Linear Collider): colisionador de electrón-positrón que está en estudio para a era post-LHC, para a física de colisión de multi-TeV

Collider (colisionador): acelerador no que dous feixes de partículas viaxan en direccións opostas para proporcionar colisións de gran enerxía.

Color: tipo de carga que teñen os quarks, pola cal interaccionan entre eles ao través da forza forte.

Combinación Carga-Paridade: durante un tempo creuse que unha violación da C-simetría podía compensarse cunha inversión da paridade (inversión das coordenadas espaciais), de forma que se conservase unha nova simetría chamada CP. Non obstante, está demostrado que na interacción feble se producen violación da simetría CP (particularmente en mesóns K e B).

Confinamento: propiedade da interacción forte pola cal quarks e gluóns non poden ser atopados separados senón só como parte de obxectos con carga de color neutra.

Conservación: cando unha cantidade (carga eléctrica, enerxía, momento, etc) é conservada, é dicir o valor desa cantidade é o mesmo despois dun evento cá antes.

Conservación da Carga: a carga eléctrica está conservada en calquera proceso de transformación dun grupo de partículas noutro.

Conservación da Paridade : unha transformación, por exemplo, unha colisión entre dous partículas A e B que produce as novas partículas C e D, posúe simetría de paridade oo amosa conservación da paridade (P) cando, ao cambiar de signo as coordenadas espaciais de todas elas, a probabilidade coa que ten lugar o proceso non varía.

Contador de centelleo: nel as partículas cargadas, que se moven a gran velocidade nos materiais centelleantes, producen destellos visibles a causa da ionización, e poden registrarse.

Contador proporcional multicable: inventado por Charpak permite a recollida de datos por métodos electrónicos, que permiten o rexistro dun número maior de sucesos.

CP violación: non cumprimento da postulada simetría CP. Xoga un importante papel nas teorías que tratan de explicar a dominancia da materia sobre a antimateria.

CPT simetría: simetría fundamental das leis físicas baixo unha transformación que implica simultaneamente a inversión de carga, paridade e tempo. A simetría CPT implica que a imaxe especular do noso universo – con todos os obxectos tendo os seus momentos e posicións reflexados nun imaxinario plano (correspondente a inversión da paridade), con toda a materia  remprazada por antimateria (correspondente á inversión de carga)– evolucionaría exactamente como o noso universo. A simetría CPT é recoñecida como unha propiedade fundamental das leis físicas.

Creación de materia: é o contrario do proceso de aniquilación. É a conversión de partículas sen masa noutras partículas con masa.

Cromodinámica Cuántica(QCD): teoría cuántica da interacción forte.

Cuanto: contía discreta máis pequena de calquera cantidade.

Decaemento: proceso no que unha partícula desaparece e no seu lugar aparecen outras partículas. A suma das masas das partículas producidas é sempre menor que a masa da partícula orixinal.

Detector de Cherenkov: baséase nunha radiación especial emitida polas partículas cargadas ao atravesar medios non conductores a unha velocidade superior á da luz neses medios.

Detectores de trazas: permiten observar os sinais (ou trazas) que deixa ao seu paso unha partícula na substancia que contén o detector. Son deste grupo as emulsións nucleares, semellantes ás fotográficas, a
cámara de néboa e a cámara de burbullas (en desuso hai moito tempo).

Down Quark (d): segundo tipo (sabor) de quark (en orde de masa crecente), con carga eléctrica -1/3.

Electrodinámica cuántica (QED): teoría cuántica da interacción electromágnetica.

Fermión: calquera partícula que teña momento angular intrínseco (spin) impar (1/2, 3/2...), medido en unidades de ℏ. Como consecuencia deste momento angular peculiar, os fermións obedecen unha regra chamada o principio de exclusión de Pauli, que implica que ningún dos fermións poden existir no mesmo estado ao mesmo tempo. Moitas das características da materia ordinaria preséntase debido a esta regra. Os electróns, protóns, e neutrónss son todos fermións, ao igual que todas as partículas fundamentais da materia, os quarks e os leptóns.

Feynman (Diagramas): cada unha das tres interaccións básicas pódese describir usando un símbolo chamado un vértice de Feynman. Para os físicos de partículas, cada vértice de Feynman representa unha visualización para ser tratada matematicamente. Pero podemos utilizar os vértices dunha maneira non matemática para ilustrar como os quarks e os leptóns interaccionan.

Fotón: partícula portadora da interaccións electromágnetica.

Gluón (g): partícula portadora da interacción forte.

Gravitón: partícula portadora da interacción gravitatoria; non ten sido observada aínda directamente.

GRID (Reixa ou grella): servizo para compartir memoria, datos e computación ao través de Internet. Daquela vai máis aló da comunicación simple entre ordenadores, tentando en última instancia ser unha rede global de computación.

Hadrón: partícula que sinte a interacción forte, estando composta de quarks. Inclúe aos mesóns e aos barións. Estas últimas partículas participan en interaccións fortes residuais, como as que manteñen aos protóns e aos neutróns unidos formando os núcleos dos átomos.

Higgs (bosón): cuanto elemental del campo de Higgs. Partícula elemental escalar (spin=0) predita polo Modelo Estándar, necesaria para comprender a masa do resto das partículas.

Higgs (campo): campo presente en todo o universo. Cando as partículas atravesan este campo interaccionan con el máis ou menos dificultándose en maior ou menor medidad o seu movemento. Polo tanto, esa interacción confire inercia ás partícula, é dicir masa.

Interacción Electrofeble: no Modelo Estándar, as interacciones electromágnetica e feble están relacionadas (unificadas); os físicos utilizan o termo electrofeble para abarcar ámbalas dúas.

Interacción electromagnética: interacción debida a carga eléctrica; incluíndo as interaccións magnéticas.

Interacción feble: a interacción responsable de todos os procesos nos cales o sabor cambia, polo tanto responsable da inestabilidade de quarks e leptóns pesados, e das partículas que os conteñen. Interaccións febles que non cambian sabor (ou carga) tamén teñen sido observadas.

Interacción forte: interacción responsable de unir quarks, antiquarks e gluóns para compoñer os hadróns. As interaccións fortes residuais proporcionan a forza nuclear.

Interacción Fundamental: no Modelo Estándar as interaccións fundamentais son as interaccións electromágneticas, febles, fortes e gravitacionais. Hai polo menos outra interacción fundamental que é responsable das masas das partículas (o campo de Higgs). Cinco tipos de interacción é todo o que se precisa para explicar todos os fenómenos físicos observados.

Interacción gravitacional: interacción responsable da atracción gravitatoria. O gravitón sería a partícula portadora da interacción pero non ten sido aínda observado directamente.

Interacción Residual: interacción entre obxectos que non levan carga senón que conteñen os compoñentes que si teñen esa carga. A interacción eléctrica residual entre moléculas é a chamada Forza de Van der Waals. A interacción forte residual entre os protóns e os neutróns, debido ás cargas de color dos seus quarks, é a responsable da cohesión nuclear.

Interacción: proceso polo cal unha partícula decae ou responde a unha forza debido á presenza doutra partícula (como nunha colisión).

Jet (chorro): cono estreito de hadróns e doutras partículas producida a partir dun quark ou dun gluón.

Kaón (K): mesón que conten un quark strange e un quark anti-up (o anti-down), ou un quark anti-strange e un quark up ou down.

LCG: infraestructura de computación, de almacenaxe e de análise de datos para a comunidade de Física de Altas Enerxías que utilizan o LHC.

Leptón: fermión que non participa en interaccións fortes. Os leptóns con carga eléctrica son o electrón, o muó, o tau, e as súas antipartículas. Os leptóns sen carga eléctrica son os neutrinos.

Linacs: abreviatura para acelerador lineal.

Masa propia (Rest Mass): masa definida polo cociente da enerxía da partícula illada (libre) en repouso, dividida polo cadrado da velocidade da luz. Cando os físicos falan de "masa" sempre se refiren á súa "masa propia" (ou en repouso).

Materia escura: materia non visible para nós porque non emite radiación que nos podamos observar. O movemento das estrelas arredor do centro das súas galaxias implica que un 90% da materia nunha galaxia típica é escura. Os físicos especulan que tamén hai materia escura entre as galaxias.

Mecánica Cuántica: leis da física que se aplican a escalas moi pequenas. A característica esencial é que a carga eléctrica, momento lineal, momento angular, e as outras cargas, aparecen en cantidades discretas chamadas cuantos.

Mesón: hadrón composto dun número par de quarks. A estructura básica da maioría dos mesóns é a unión dun quark e un anti-quark.

Modelo Estándar: Teoría das partículas fundamentais e as súas interaccións.

Monopolos magnéticos: Os monopolos magnéticos son partículas hipotéticas cunha única carga magnética, ben un polo norte ou un polo sur. Algunhas teorías especulativas suxiren que, se existen, os monopolos magnéticos poderían producir a desintegración do protón. Estas teorías tamén predicen que ditos monopolos serían demasiados pesados como para que se puidieran producir nol LHC. Por outra parte, se os monopolos magnéticos fosen o suficientemente lixeiros como para se producir no LHC, os raios cósmicos que golpean
a atmosfera da Tierra os tería producido xa, e a Terra os tería parado e atrapado. O feito de que a Terra e outros corpos celestes sigan a existir elimina a posibilidade de que os perigosos monopolos magnéticos que se desintegrarían aos protones fosen o suficientemente lixeiros como para os producir no LHC.

Muón: segundo tipo (sabor) de leptóns cargados (en orden de masa crecente), con carga eléctrica -1.

Neutrino: leptón sen carga eléctrica. Os neutrinos participan soamente en interaccións febles e gravitacionais e son daquela moi difíciles de detectar. Hai tres tipos de neutrinos (asociados cadanseu a un tipo de leptón) e cunha masa moi pequena.

Neutrón (n): barión con carga eléctrica cero; é un fermión cunha estructura básica de dous quarks down e outro up (ligados por gluóns).

Partícula Fundamental: partícula sen subestructura interna. No Modelo Estándar os quarks, leptóns, fotón, gluóns, bosón W e Z son fundamentais. O resto dos obxectos estan feitos destes.

Partícula Subatómica : partícula que é pequena comparada co tamaño do átomo.

Partícula Virtual: unha partícula que existe soamente nun instante extremadamente breve nun proceso intermediario. O principio de incertidume de Heisenberg permite esta violación evidente da conservación da enerxía. Sen embargo, a medida da enerxía antes e despois dun suceso está conservada.

Pión: o mesón de menor masa e que pode ter carga eléctrica +1, -1, ou 0.

Plasma de quark-gluón (QGP): Unha "mestura" das partículas máis básicas da natureza, libre do seu estado confinado como ocorre dentro dos hadróns. Crese que puido ter existido algunhas milionésimas de segundo despois do Big Bang, antes de que a materia enfriase e comezase a se organizar en hadróns e átomos.

Positrón (e+): a antipartícula do electrón.

Principio de Exclusión de Pauli: os fermións obedecen este principio, que implica que non poden existir dous fermións no mesmo estado ao mesmo tempo.

Principio de Incertidume: principio cuántico, formulado por Heisenberg, que indica que non é posible coñecer exacta e simultaneamente os valores de parellas de variables complementarias como o momento e a posición, ou a enerxía e o tempo.

Protón (p): o hadrón máis común, un barión con carga eléctrica +1 igual e contrario á da o electrón. Os protóns teñen unha estructura básica de dous quarks up e un quark down (ligados por gluóns).

PSB (Proton Synchrotron Booster): Acelerador Sincrotrón de Protóns pertencente ao complexo acelerador do CERN do que saen os protóns cunha enerxía de 1.4 GeV. Tanto as características transversais como lonxitudinais dos paquetes de partículas quedan establecidas no PS Booster.

Quantum Chromodynamics (QCD): teoría cuántica da interacción forte.

Quark (q): Un fermión fundamental que sinte a interacción forte. Os quarks teñen carga eléctrica de +2/3 (up, charme e top) ou -1/3 (down, estrange, bottom) en unidades onde 1 é a carga do protón.

Quench: é unha transición resistiva, por exemplo cando un imán pasa do estado de superconductividade ao de resistividade. Ocorre cando a temperatura, ou a corrente ou o campo críticos se separan máis do tolerado, dos seus valores nominais. Tamén pode ocorrer en caso de perdas no feixe de partículas.

Relativista: describe cualquer obxecto que viaxe a case á velocidade da luz, obedecendo as leis especiais da Relatividade de Einstein.

Sabor (flavour): nome usado para os diversos tipos de quarks (up, down, strange, charme, bottom, top) e para os diversos tipos de leptóns (electrón, muón, tau). Para cada sabor de leptón hai un sabor correspondente de neutrino. É dicir o sabor é o número cuántico que distingue os diversos tipos de quark/leptón. Cada sabor de quark e de leptón  ten unha masa diferente. Para os neutrinos aínda non se sabe que masa teñen.

Sincrotrón: tipo de acelerador circular nas que as partículas viaxan en paquetes sincronizadamente nun perímetro de radio fixo

Spin: momento angular intrínseco dunha partícula subatómica.

Strange quark (s): O terceiro sabor de quark (en orden de masa crecente), con carga eléctrica -1/3.

Strangelets: Strangelet é o término co que se denomina a un hipotético obxecto microscópico de “materia extraña” que contén o mismo número de partículas, quarks, de tipo up, down e strange. De acordo cos estudos teóricos máis recentes os strangelets transformaríanse en materia ordinaria nun nanosegundo. Pero ¿poderían os strangelets fusionarse coa materia ordinaria e cambiala por “materia extraña”?. Un estudo feito en relación co funcionamento do Colisionador de Iones Pesados Relativistas (RHIC) en Estados Unidosde demostrou que non habían razóns para se preocupar, e o acelerador RHIC funcionou durante oito anos buscando strangelets sen atopalos. O LHC funcionará con feixes de núcleos pesados como el RHIC pero a una enerxía maior, o que fai aínda menos probable que se poidan formar strangelets.

Suceso (evento): acontecemento que ocorre cando chocan dúas partículas ou unha soa partícula decae. As teorías de partículas predicen as probabilidades dos varios acontecementos posibles que poden ocorrer cando moitas colisións similares ou decaementos son estudiados. Non poden predecir o resultado para un só acontecemento.

Supersimetría (SUSY): é unha propiedade postulada para o universo. É unha das mellor motivadas extensións do Modelo Estándar de partículas. A Supersimetría require que cada tipo de partícula teña unha partículas supersimétrica asociada de moita maior masa.

Tau: o terceiro tipo (sabor) dos leptóns cargados (en orden de masa crecente), con carga eléctrica -1.

TeV: 1 trillón de electron-voltios (1012 eV).

Teorema Noether: debida á matemática Emmy Noether (1918) que afirma que se unha transformación guarda un tipo determinado de simetría leva asociado o cumprmento dunha determinada lei de conservación.

Teoría de cordas: achegamento matemático incompleto da física teórica que entende as partículas como obxectos dimensionais chamados cordas, máis que como obxectos cero-dimensionais (puntuais) como se entenden no Modelo Estándar das partículas. Substituíndo as partículas puntuais por cordas, parece abrirse paso unha teoría cuántica da gravidade, o que podería permitir unha unificación total de todas as interaccións.

Teoría Inflacionaria: propón que despois da Gran Explosión inicial tiveron lugar uns procesos nos que unha soa forza unificada da natureza dividiuse nas catro forzas fundamentais que existen hoxe.

Top quark (t): o sexto tipo (sabor) de quark (en orden de masa crecente, con carga eléctrica +2/3. A súa masa é moito maior que cualquera outro quark ou leptón.

Track: rexistro da traxectoria dunha partícula que atravesa un detector.

Tracking: reconstrucción da traxectoria deixada polo paso dunha partícula a través del detector.

Transformación de paridade (tamén chamada inversión da paridade): é o cambio simultáneo das coordenadas espaciais.

Trigger system: leva a cabo o proceso de selección en varias etapas. Nos detectores do LHC, a decisión de manter os datos dun evento tómase en menos de 2 microsegundos despois de que o suceso teña ocorrido. Dos 40 millóns de cruces de "bunches" por segundo, menos de 100000 pasan o primeiro nivel de decisión.

T-simetría: é a simetría das leis físicas baixo a inversión do tempo. Aínda que en contextos reducidos pode atoparse esta simetría, o universo en sí mesmo non a verifica. Isto é debido ao principio de incertidume (nas escalas cuánticas) e a entropía termodinámica (a escalas máis grandes).

Up Quark (u): o sabor de quark con menos masa, e con carga eléctrica +2/3.

Vertex Detector: un detector situado moi preto do punto de colisión. Permite que as traxectorias das partículas procedentes do decaemento dunha partícula de vida moi corta producida nesa colisión poda ser reconstruída con moita precisión. Polo tanto o `vertex' point é diferente do punto de colisión.

W (bosón): partícula portadora da interaccións feble. Está implicada en todos os procesos febles nos que a carga eléctrica cambia.

Xeración: sistema formado por quarks e leptóns, agrupados segundo a masa. A primeira xeración contén os quarks up e down, o electrón e o neutrino electrónico; a segunda, quarks strange e charme, e os leptóns muón e neutrino muónico; e a terceira formada polos quarks bottom e top, e os leptóns tau e neutrino taónico.

Z (bosón): partícula portadora das interaccións febles. Está implicada en todos os procesos febles que non cambien o sabor.