1

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011 2

Resumen de la gran historia

De que está echa la materia que vemos

El Big Bang

La nucleosíntesis primordial

Los primeros átomos

La formación de mas núcleos en las estrellas

La formación de los elementos pesados

Las estrellas de neutrones

¿ Estrellas de quarks ?

Los hoyos negros

3

MATERIA: QUARKS & LEPTONES

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011 4

Materia Fuerzas

¿ Que es la Materia ?

La materiaestá hecha de átomos:núcleos y electrones

Los núcleos:protones + neutrones

Los nucleones:quarks

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011 4

Materia Fuerzas

¿ Que es la Materia ?

La materiaestá hecha de átomos:núcleos y electrones

Los núcleos:protones + neutrones

Los nucleones:quarks

¿ Que son las Fuerzas ?

Cuatro Fuerzas:

- Gravedad

- Fuerzas electro-magnéticas

- Fuerzas nucleares

- Fuerza debil

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

El átomos y su núcleo

5

1-10 Angström (1Å = 10-10 m)

Núcleo: 1-10 Fermi

(1 F = 1fm = 10-15 m)

El núcleo es100,000 vecesmas pequeñoque el átomo

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

El átomos y su núcleo

5

1-10 Angström (1Å = 10-10 m)

Núcleo: 1-10 Fermi

(1 F = 1fm = 10-15 m)

El núcleo es100,000 vecesmas pequeñoque el átomo

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

El núcleo y los nucleones, y quarks

6

Núcleo:Z protonesN neutronesA=Z+N

Protón (q=+e)

Neutrón (q=0)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

El núcleo y los nucleones, y quarks

6

Núcleo:Z protonesN neutronesA=Z+N

Protón (q=+e)

Neutrón (q=0)

Quarksup

down

Protón

Neutrón

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

Quarks y Leptones

7

Quarks

Leptones

Anti-Quarks

Anti-Leptones

Quarks

Leptones

eelectrón

μmuón

τtau

ντneutrino-τ

νμneutrino-µ

νeneutrino-e

uup

ddown

ccharm

sstrange

ttop

bbottom

Anti-Quarks

Anti-Leptones

uup

ddown

ccharm

sstrange

bbottom

ttop

-

eelectrón

_μ

muón

_τtau

_νe

neutrino-e

_νμ

neutrino-µ

_ντ

neutrino-τ

_

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

Anti-Quarks

Anti-Leptones

uup

ddown

ccharm

sstrange

bbottom

ttop

-

eelectrón

_μ

muón

_τtau

_νe

neutrino-e

_νμ

neutrino-µ

_ντ

neutrino-τ

_

Quarks

Leptones

eelectrón

μmuón

τtau

ντneutrino-τ

νμneutrino-µ

νeneutrino-e

uup

ddown

ccharm

sstrange

ttop

bbottom

Quarks y Leptones: 3 generaciones

8

Tres

fam

ilias

(o g

ener

acio

nes)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

Anti-Quarks

Anti-Leptones

uup

ddown

ccharm

sstrange

bbottom

ttop

-

eelectrón

_μ

muón

_τtau

_νe

neutrino-e

_νμ

neutrino-µ

_ντ

neutrino-τ

_

Quarks

Leptones

eelectrón

μmuón

τtau

ντneutrino-τ

νμneutrino-µ

νeneutrino-e

uup

ddown

ccharm

sstrange

ttop

bbottom

Quarks y Leptones: 3 generaciones

8

Tres

fam

ilias

(o g

ener

acio

nes)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

Anti-Quarks

Anti-Leptones

uup

ddown

ccharm

sstrange

bbottom

ttop

-

eelectrón

_μ

muón

_τtau

_νe

neutrino-e

_νμ

neutrino-µ

_ντ

neutrino-τ

_

Quarks

Leptones

eelectrón

μmuón

τtau

ντneutrino-τ

νμneutrino-µ

νeneutrino-e

uup

ddown

ccharm

sstrange

ttop

bbottom

Quarks y Leptones: 3 generaciones

8

Tres

fam

ilias

(o g

ener

acio

nes)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

Quarks y Leptones: masas

9

eelectrón

μmuón

τtau

ντneutrino-τ

νμneutrino-µ

νeneutrino-e

uup

ddown

ccharm

sstrange

ttop

bbottom

uup

ddown

ccharm

sstrange

bbottom

ttop

-

eelectrón

_μ

muón

_τtau

_νe

neutrino-e

_νμ

neutrino-µ

_ντ

neutrino-τ

_

Masascrecientes

Masascrecientes

Masascrecientes

Masascrecientes

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

Quarks y Leptones: cargas

10

Anti-Quarks

Anti-Leptones

uup

ddown

ccharm

sstrange

bbottom

ttop

-

eelectrón

_μ

muón

_τtau

_νe

neutrino-e

_νμ

neutrino-µ

_ντ

neutrino-τ

_

q = +⅔e

q = -⅓e q = +⅓e

q = -⅔e

q = +e

q = 0q = 0

q = -e

Quarks

Leptones

eelectrón

μmuón

τtau

ντneutrino-τ

νμneutrino-µ

νeneutrino-e

uup

ddown

ccharm

sstrange

ttop

bbottom

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

Quarks y Nucleones: cargas

11

q = +⅔e

q = -⅓e

Quarks

uup

ddown

ccharm

sstrange

ttop

bbottom

updown

Protón

Neutrón

Carga:2u+1d⇒ q=1e

Carga:1u+2d⇒ q=0

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

Hadrones: Bariones y Mesones

12

Bariones

MesonesHadrones:partículas hechas

de quarks y/oanti-quarks

Bariones:3 quarks

(anti-bariones:3 anti-quarks)

Mesones:quark+anti-quark

13

ESTADOS DE LA MATERIA:

SOLIDO, LIQUIDO,

GASEOSO, PLASMA

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011 14

Sólido, Líquido, y Gas

Sólido: forma y volumen (densidad) casi constantes.

Líquido: volumen (densidad) casi constante. Forma libre !

Gas: forma y volumen (densidad) libres.

Los átomos setocan y se liganfuertemente entre ellos.

Los átomos setocan y se liganligeramenteentre ellos.

Los átomos NOse tocan y solocolisionan devez en cuando.

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

Plasma: el cuarto estado de la materia

15

Gas:átomos

Plasma:núcleos + electrones + fotones

Alta T

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

El Plasma de Quarks y Gluones

16

Gas (plasma) deneutrones y protones

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

El Plasma de Quarks y Gluones

16

Plasma de quarks y gluones

Muy alta T

17

EVOLUCIONDEL

UNIVERSOTEMPRANO

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

18

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

19

Gran Explosión(“Big Bang”)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

19

Tiempo

Gran Explosión(“Big Bang”)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

19

Cada rebanadaes el Universo enun momento dado

Tiempo

Gran Explosión(“Big Bang”)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

19

Cada rebanadaes el Universo enun momento dado

Epo

ca a

ctua

l

Tiempo

Gran Explosión(“Big Bang”)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

20

Gran Explosión(“Big Bang”)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

21

Gran Explosión(“Big Bang”)

Inflación(10-32 seg.)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia (?)

22

Gran Explosión(“Big Bang”)

Inflación(10-32 seg.)

Todo lo que ocurrió en estafase inicial es todavía muyespeculativo: mas allá de lafísica que se ha podido probar en laboratorio(hasta le facha de hoy :)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

23

Gran Explosión(“Big Bang”)

Confinamientode los quarks(1 microseg.)Inflación

(10-32 seg.)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

24

Gran Explosión(“Big Bang”)

Confinamientode los quarks(1 microseg.)

Nucleosíntesisprimordial

(3 minutos)

Inflación(10-32 seg.)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

25

Gran Explosión(“Big Bang”)

Confinamientode los quarks(1 microseg.)

Nucleosíntesisprimordial

(3 minutos)

Formación del Fondode Radiación Cósmica

(400 mil años)

Inflación(10-32 seg.)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

26

Gran Explosión(“Big Bang”)

Confinamientode los quarks(1 microseg.)

Nucleosíntesisprimordial

(3 minutos)

Formación del Fondode Radiación Cósmica

(400 mil años)Edad Oscura

Inflación(10-32 seg.)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

27

Gran Explosión(“Big Bang”)

Confinamientode los quarks(1 microseg.)

Nucleosíntesisprimordial

(3 minutos)

Formación del Fondode Radiación Cósmica

(400 mil años)Edad Oscura

Primeras Estrellas(400 millones años)

Inflación(10-32 seg.)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

28

Epo

ca a

ctua

l

Formación deGalaxias, estrellas,

planetas, etc...

Gran Explosión(“Big Bang”)

Confinamientode los quarks(1 microseg.)

Nucleosíntesisprimordial

(3 minutos)

Formación del Fondode Radiación Cósmica

(400 mil años)Edad Oscura

Primeras Estrellas(400 millones años)

Inflación(10-32 seg.)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

29

La Energía Oscuraaccelera la expansión

Formación deGalaxias, estrellas,

planetas, etc...

Inflación(10-32 seg.)

Gran Explosión(“Big Bang”)

Formación del Fondode Radiación Cósmica

(400 mil años)

Confinamientode los quarks(1 microseg.)

Nucleosíntesisprimordial

(3 minutos)

Edad OscuraPrimeras Estrellas

(400 millones años)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

29

La Energía Oscuraaccelera la expansión

Formación deGalaxias, estrellas,

planetas, etc...

Inflación(10-32 seg.)

Epo

ca a

ctua

l

Gran Explosión(“Big Bang”)

Formación del Fondode Radiación Cósmica

(400 mil años)

Confinamientode los quarks(1 microseg.)

Nucleosíntesisprimordial

(3 minutos)

Edad OscuraPrimeras Estrellas

(400 millones años)

30

FORMACIÓNDE LOS

BARIONES

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

La Gran Historia

31

Gran Explosión(“Big Bang”)

Confinamientode los quarks(1 microseg.)Inflación

(10-32 seg.)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

El Plasma de Quarks y Gluones

32

Gas (plasma) deneutrones y protones

Plasma de quarks y gluones

Muy alta T

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

El Confinamiento de los Quarks

33

Gran Explosión(“Big Bang”)

Confinamientode los quarks(1 microseg.)Inflación

(10-32 seg.)

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

El Confinamiento de los Quarks

33

Gran Explosión(“Big Bang”)

Confinamientode los quarks(1 microseg.)Inflación

(10-32 seg.)

Antes

Plasma dequarks y gluones

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

El Confinamiento de los Quarks

33

Gran Explosión(“Big Bang”)

Confinamientode los quarks(1 microseg.)Inflación

(10-32 seg.)

Antes

Plasma dequarks y gluones

Después

Plasma deprotones, neutrones

y otros bariones

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

Hadrones: Bariones y Mesones

34

Bariones

MesonesHadrones:partículas hechas

de quarks y/oanti-quarks

Bariones:3 quarks

(anti-bariones:3 anti-quarks)

Mesones:quark+anti-quark

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

Vidas medias de los hadrones

35

Bariones

Mesones

8.4 10-17 s 2.6 10-8 s

5.5 10-19 s

9.7 10-19 s

1.1 10-18 s

1.2 10-8 s 5.2 10-8 s

5.5 10-12 s

ESTABLE 15 min.

9.7 10-19 s

5.5 10-12 s

2.6 10-10 s 1.5 10-10 s 7.4 10-20 s 0.8 10-10 s

1.6 10-10 s 2.9 10-10 s

0.8 10-10 s

Vidas medias

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

Vidas medias de los hadrones

35

Bariones

Mesones

8.4 10-17 s 2.6 10-8 s

5.5 10-19 s

9.7 10-19 s

1.1 10-18 s

1.2 10-8 s 5.2 10-8 s

5.5 10-12 s

ESTABLE 15 min.

9.7 10-19 s

5.5 10-12 s

2.6 10-10 s 1.5 10-10 s 7.4 10-20 s 0.8 10-10 s

1.6 10-10 s 2.9 10-10 s

0.8 10-10 s

Vidas mediasCONCLUSION:en muy poco tiempotodos van a decaery solo sobreviven

protones y neutrons(y estos soló 15 min.)

36

36

37

Title

38

21.Text22.x23.x24.x25.x26.x27.x28.x29.x30.x31.x32.x33.x34.x35.x36.x37.x38.x39.x40.x

1. TITLE2. Programa3.x4.x5.x6.x7.x8.x9.x10.x11.x12.x13.x14.x15.x16.x17.x18.x19.x20.x

TEMAS a TRATAR:I. Materia y FuerzasII. Formas y Estados de la MateriaIII. Big Bang: confinamiento de los quarksIV. Nucleos, nucleosíntesis primordialV. Big bang: nucleosíntesis primordialVI. Nucleosíntesis estelarVII. SupernovasVIII. Formación de elementos pesadosIX. Estrellas de neutronesX. Hoyos negros

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011

Plasma: el cuarto estado de la materia

39

Gas: átomos

Plasma:núcleos + electrones + fotones

Dany Page Las Metamofrosis de la Materia Guadalajara, 22 octubre, 2011 40

TIPS

CHROME TITLES:Best looking font is: Century Gothic !

Here I used Apple GothicMake title with gimp using script-fu > logos > chrome

Make “Background” and “Drop Shadow” layers invisible and export as gifAdd shadow from Keynote: Offset=5 Blur=5 Opacity=75% Angle=315

41

42