Física de partículas: lo que hay dentro de todo (Colombia) | ORBITECH

¿Qué es la física de partículas y por qué importa?

La física de partículas estudia los componentes fundamentales de la materia y las fuerzas que los gobiernan.
Imagina que desarmas un celular hasta sus chips: así estudian los físicos la materia.
Es la base para entender desde la energía nuclear hasta el bosón de Higgs.
El Higgs explica por qué las partículas tienen masa. ¡Sin él, no existiríamos!
En Colombia, universidades como la UNAL investigan en física de altas energías.
Estudiantes colombianos han colaborado en experimentos del CERN.

Los fermiones (quarks y leptones) son las partículas de materia que forman todo lo que ves.
Quarks: 6 tipos (up, down, charm...). ¡Como sabores de helado pero en física!
Los bosones (fotón, gluón, W/Z) son las partículas que transmiten las fuerzas fundamentales.
El fotón es el mensajero de la luz y las ondas de radio.
El bosón de Higgs da masa a las otras partículas al interactuar con ellas.
Sin el Higgs, las partículas viajarían a la velocidad de la luz... ¡y no existiríamos!
La materia ordinaria está hecha de quarks up/down y electrones (primeras generaciones).
Los quarks nunca se ven solos: siempre en grupos formando protones y neutrones.

E = m c^{2}

Los aceleradores de partículas (como el LHC) colisionan partículas a velocidades cercanas a la luz.
El LHC es como un microscopio gigante para ver lo más pequeño del universo.
Los detectores (ATLAS, CMS) registran las huellas de las colisiones en forma de trazas y energía.
Imagina sensores de celular pero para partículas subatómicas que duran nanosegundos.
La antimateria se aniquila al contacto con la materia, liberando energía pura.
La antimateria es como el gemelo malvado de la materia: ¡se destruyen al encontrarse!
Los datos se analizan con supercomputadores como los del CERN.
Colombia participa en el CERN como país asociado desde 2014.

E = γ m c^{2}

La tomografía por emisión de positrones (PET) usa antimateria para detectar cáncer en hospitales.
En el HUV en Cali usan PET para diagnósticos.
Los aceleradores de partículas esterilizan alimentos y materiales médicos en plantas de empaque.
¡Así se esterilizan jeringas y equipos quirúrgicos en Medellín!
Grupos de la UNAL colaboran con el CERN analizando datos de colisiones.
Estudiantes colombianos han participado en el experimento CMS.
La tecnología de aceleradores se usa en agricultura para mejorar semillas y en arte para analizar pinturas.
En Bogotá, el ICPNA evalúa estos temas.

1964: Peter Higgs y otros proponen el bosón de Higgs para explicar la masa.
¡Pasaron 48 años hasta su confirmación en 2012!
2012: Descubrimiento del bosón de Higgs en el CERN. ¡Premio Nobel en 2013!
Confirmó el modelo estándar y revolucionó la física.
1954: Fundación del CERN en Suiza. Hoy tiene 23 países miembros + Colombia como asociado.
El LHC, su acelerador estrella, tiene 27 km de circunferencia.
El ICFES Saber 11 evalúa física moderna (incluyendo partículas) desde 2014.
En la prueba de Ciencias Naturales, el 15% de las preguntas son de física moderna.
En Colombia, el costo aproximado de un PET scan es de 2.500.000 $COP (2023).
La física de partículas salva vidas... ¡y cuesta menos que un carro!

Confundir masa con peso: la masa es invariante, el peso depende de la gravedad.
En la Luna pesas menos, pero tu masa sigue siendo la misma. ¡Pruébalo con una báscula!
Pensar que el electrón es la única partícula de materia: ¡hay quarks, neutrinos y más!
Los quarks solo existen en grupos (protones, neutrones). ¡Nunca los verás solos!
Creer que la antimateria es 'materia oscura': son conceptos distintos.
La antimateria existe y se crea en laboratorios. La materia oscura es un misterio aún mayor.
Olvidar que la energía y la masa son intercambiables según $E = m c^{2}$ .
En las colisiones de partículas, la energía se convierte en masa... ¡y viceversa!

1964: Peter Higgs y otros proponen el bosón de Higgs.: Teoría que explica por qué las partículas tienen masa. Confirmada experimentalmente en 2012.
2012: Descubrimiento del bosón de Higgs en el CERN.: Confirmó el modelo estándar y valió el Premio Nobel de Física en 2013.
1954: Fundación del CERN.: Laboratorio europeo donde se estudia física de partículas. Colombia es país asociado desde 2014.
El LHC tiene 27 km de circunferencia y está a 100 m bajo tierra.: Acelera protones hasta el 99.999999% de la velocidad de la luz.
En Colombia, el ICFES Saber 11 incluye física moderna desde 2014.: En la prueba de Ciencias Naturales, el 15% de las preguntas son de física de partículas o relatividad.