Física de partículas y de astropartículas, 2a ed.

Esta nueva edición, introduce los temas habituales en los libros de texto de física de partículas (constituyentes elementales de la materia, simetrías, leyes de conservación, el modelo quark, técnicas experimentales) pero también aborda de forma actualizada, e incorpora los resultados de los experimentos del colisionador LEP del CERN, las interacciones entre partículas como la interacción electro débil y QCD. Como novedad se incluye una introducción a la física de astropartículas (neutrinos y rayos cósmicos). Los autores, Antonio Ferrer Soria y Eduardo Ros Martínez, ambos doctores en Física, participan en el experimento ATLAS del CERN, que descubrió en 2012 el famoso bosón de Higgs.

PRESENTACIÓN

PARTE I

CONSTITUYENTES ELEMENTALES DE LA MATERIA

Capítulo 1. Constituyentes de la materia: introducción y generalidades

1.1 Introducción

1.2 Del e– al Higgs. Los descubrimientos de partículas

1.3 Clasificación de partículas.

1.4 Las cuatro interacciones fundamentales

1.5 El Modelo Estándar

1.6 La gran unificación

1.7 Ejercicios

PARTE II

MÉTODOS EXPERIMENTALES EN FÍSICA DE PARTÍCULAS

Capítulo 2. Aceleradores de partículas

2.1 Generalidades sobre aceleradores de partículas

2.2 Aceleradores de corriente continua.

2.3 Aceleradores de corriente alterna

2.4 Colisionadores

2.5 Ejercicios

Capítulo 3. Interacción de las partículas con la materia

3.1 Introducción

3.2 El concepto de sección eficaz

3.3 Interacción de partículas cargadas con la materia

3.4 Interacción partícula-átomo

3.5 La fórmula de Bethe-Bloch

3.6 Interacción de e+ y e– con la materia

3.7 Interacción de fotones con la materia

3.8 Ejercicios

Capítulo 4. Detectores de partículas.

4.1 Detectores de partículas

4.2 Magnitudes características de los detectores

4.3 Detectores gaseosos. Contador Geiger-Müller

4.4 Detectores de centelleo. Fotomultiplicadores

4.5 Ejemplos de espectros de fuentes radiactivas

4.6 Detectores de estado sólido

4.7 Detectores de radiación de transición

4.8 Detección de partículas neutras

4.9 Detectores Cherenkov

4.10 Calorímetros

4.11 Ejercicios

Capítulo 5. Métodos estadísticos en física de partículas

5.1 Errores instrumentales y estadísticos

5.2 Distribuciones de probabilidad

5.3 Distribuciones uniforme, binomial, Poisson, Gauss y χ2

5.4 Propagación de errores estadísticos

5.5 Método de máxima verosimilitud

5.6 Ajustes de curvas

5.7 Interpolaciones

5.8 Ejercicios

Capítulo 6. Experimentos en física de altas energías

6.1 Introducción

6.2 Tipos de experimentos en altas energías

6.3 Medida de propiedades de las partículas

6.4 El experimento ideal: producción y desintegración del Z 0

6.5 Ejercicios

PARTE III

SIMETRÍAS Y HADRONES

Capítulo 7. Simetrías y leyes de conservación.

7.1 Introducción

7.2 Invariancia relativista

7.3 Traslaciones y rotaciones en el espacio

7.4 El grupo SU(2). Espín e isospín

7.5 Simetrías P, C y T.

7.6 La invariancia gauge

7.7 Leyes de conservación en las interacciones fundamentales

7.8 Ejercicios

Capítulo 8. Espectroscopía de hadrones

8.1 El modelo de quarks de los hadrones

8.2 Números cuánticos de los hadrones

8.3 La simetría SU(3)

8.4 Multipletes de bariones y mesones.

8.5 Masas y momentos magnéticos de los hadrones

8.6 Espectroscopía de mesones pesados.

8.7 Los Quarkonia y el potencial de QCD

8.8 El descubrimiento del último quark (el quark t)

8.9 Ejercicios

PARTE IV

INTERACCIONES FUNDAMENTALES

Capítulo 9. Interacciones débiles

9.1 Introducción

9.2 Las familias de leptones

9.3 Violación de paridad

9.4 Teoría V-A de la desintegración beta

9.5 La matriz CKM

9.6 Violación de CP

9.7 Ejercicios

Capítulo 10. La unificación electrodébil

10.1 Interacciones de neutrinos

10.2 La simetría SU (2)L Ä U (1)Y

10.3 Los bosones intermediarios.

10.4 Teorías gauge no abelianas

10.5 El mecanismo de Higgs

10.6 Aniquilación e+e–

10.7 Resultados experimentales de LEP

10.8 Ejercicios.

Capítulo 11. El modelo de partones y QCD

11.1 La interacción hadrónica a alta energía

11.2 El modelo de partones

11.3 El color de los quarks y QCD

11.4 Evolución de la constante de acoplo con la energía

11.5 QCD perturbativa

11.6 La gran unificación

11.7 Ejercicios

PARTE V

FÍSICA DE ASTROPARTÍCULAS

Capítulo 12. Neutrinos y rayos cósmicos

12.1 Neutrinos solares, de reactores y atmosféricos

12.2 Neutrinos de aceleradores

12.3 Neutrinos de supernova

12.4 Oscilaciones de neutrinos

12.5 Neutrinos de Majorana

12.6 La radiación cósmica

12.7 Ejercicios.

Apéndices

Apéndice A. Constantes físicas

Apéndice B. Múltiplos y submúltiplos

Apéndice C. Tablas de partículas

Apéndice D. La ecuación de Dirac

Apéndice E. Funciones de estructura del protón

Apéndice F. Funciones especiales

Apéndice G. Tablas estadísticas

Apéndice H. Estructura electrónica de los elementos

Apéndice I. Tablas de propiedades atómicas de los elementos

Apéndice J. La tabla de Mendeleiev

Índice de figuras

Bibliografía

Índice analítico