Los protones y los neutrones son ambos nucleones y si la colisión ocurre a velocidades muy altas, en primer orden, no importa si son ambos protones o ambos neutrones. La cuestión es que los protones y los neutrones no son partículas elementales, son partículas compuestas que tienen 3 quarks de “valencia” y un mar entero de gluones virtuales y pares virtuales quark-antiquark. (Los quarks de “valencia” significan que son los quarks que dan al protón o al neutrón sus números cuánticos).
Entonces, todas esas partículas se limitan al volumen esférico aproximado del tamaño del protón o neutrón (un poco menos de 1 femómetro). Cuando los dos nucleones colisionan, son realmente los quarks y gluones de los dos nucleones los que hacen la colisión. Si las partículas entrantes están a muy altas energías, como en el LHC en el CERN, las colisiones inevitablemente serán inelásticas. Si la colisión es casi una colisión de mirada, los dos protones pueden no destruirse en el proceso. Pero para las colisiones frontales, normalmente obtendrá MUCHAS partículas creadas por las colisiones de todos los quarks y gluones constituyentes que hacen la colisión. Por ejemplo, aquí hay una colisión típica en el LHC que puede haber producido un bosón de Higgs: (desde la galería: busque el sitio web del bosón de Higgs)
- La masa de un protón aumenta en LHC cerca de la velocidad de la luz. Dado que un protón está compuesto de 2 quarks hacia arriba y 1 hacia abajo, ¿cuál de estas masas está aumentando?
- ¿Pueden combinarse experimentalmente protones y electrones para formar neutrones?
- ¿Hay algún tipo de fuerza que actúe entre un electrón y un neutrón?
- ¿Cuál es el significado de la transferencia incompleta de un protón?
- Los protones son inamovibles. ¿Cómo se emiten durante la radiación como partículas alfa?
Un evento candidato típico en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que incluye dos fotones de alta energía cuya energía (representada por torres rojas) se mide en el calorímetro electromagnético CMS. Las líneas amarillas son las huellas medidas de otras partículas producidas en la colisión. El volumen azul pálido muestra el barril de calorímetro de cristal CMS.
Por lo tanto, la colisión típica no es elástica y generalmente se crean muchas partículas durante el proceso de colisión debido a la colisión de muchos quarks y gluones elementales puntuales en los protones.
