¿Por qué no chocamos electrones entre nosotros (o lo hacemos)?

Probablemente hayas escuchado sobre el Gran Colisionador de Hadrones. En su lugar ante él había un gran colisionador de electrones y positrones, donde los electrones se convirtieron en antielectrones. Creo que también hubo otros colisionadores de electrones y hay planes para más: International Linear Collider.

El hecho de romper partículas fundamentales entre sí, no es como con los objetos macroscópicos ordinarios: cuando chocas dos relojes juntos, solo puedes ver las partes que ya estaban allí dentro. Pero con las partículas elementales se trata de la energía total en la colisión, se pueden crear diferentes tipos de partículas en tales colisiones, a veces incluso partículas con una masa mayor que las que aplastas. Por ejemplo, el bosón de Higgs es ~ 125 veces más pesado que un protón, pero se creó en colisiones de protones. Del mismo modo, los bosones W y Z son miles de veces más pesados ​​que el electrón, pero se crearon en colisiones de posición electrónica. Como lo expresó Leonard Susskind en sus conferencias, “se juntan partículas y todo tipo de cosas salen volando: mesas, sillas …”. 😉

Entonces, cuando aplastas electrones, realmente no ves de qué están “hechos”, ves qué tipo de campos interactúan entre sí y pueden crear partículas, dada la cantidad de energía que bombeas en la colisión.

Los electrones interactúan (hasta donde sabemos) solo a través de fotones, lo que se conoce como interacción electromagnética (U (1)). Esto es diferente a los protones, que son hadrones y también tienen, a través de los gluones, fuertes interacciones (SU (3)) aparte del em. Además, los quarks dentro de ellos también exhiben interacciones débiles (SU (2)) con los leptones (es decir, electrones y neutrinos), a través de los bosones Z y W.

Entonces, la física de la dispersión protón-protón de alta energía es más rica que la dispersión electrón-electrón (también conocida como dispersión Møller), y es lo que se está estudiando en el LHC.

Discusiones similares aquí:

¿Qué sucede en colisiones electrón-electrón?

Electrones de alta energía / colisiones electrónicas

Sí, tratamos de aplastarlos juntos. Solo interactúan a través de sus campos.

También aplastamos los fotones “de frente” en corrientes de electrones de alta velocidad, así es como generamos fotones gamma TeV.

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