El documento presenta información sobre el Modelo Estándar de partículas y la expansión del universo. Explica que el Modelo Estándar identifica doce partículas elementales como quarks, electrones y neutrinos, y describe cómo interactúan. También describe que la expansión del universo se inició con el Big Bang y que estudios recientes muestran que la expansión es acelerada, no lenta como se pensaba originalmente.

1. Queremos dar las gracias a nuestro profesora Tula , por la
introducción en el trabajo de investigación y su ayuda en el
desarrollo matemático del modelo propuesto.
MODELO ESTANDAR Y EXPANSIÓN DEL UNIVERSO
Truyenque, Gianella; Vizcaino, Odri; Villalta, Alba; Tomás, Cristian.
IES Matilde Salvador
En este trabajo de investigación de Ciencias para el Mundo Contemporáneo nos hemos
decidido por estudiar el origen y el desarrollo del universo. Para eso hemos buscado mucha
información en base a su origen y a las teorías que más se han acercado por el momento a estas
explicaciones. Mis compañeros y yo hemos empezado por el orígen del universo, pasando por
el polvo estelar y los agujeros negros, que son dos trabajos adyacentes a este que nos ayudan a
encontrar mas respuestas, y siguiendo en la incesante búsqueda con más información acerca de
El Modelo Estándar y la Expansión del Universo, en la búsqueda de éste último en base a
diferentes premios Nobel que se otorgaron en su momento a ciertos científicos.
INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES
RESUMEN
El Modelo Estándar de Partículas
Actualmente, la ciencia ha avanzado mucho y podemos afirmar que ni
los protones ni los neutrones son partículas elementales, ya que en su
interior existen estructuras más pequeñas llamadas quarks. El esquema
actualmente aceptado por la mayoría de los físicos, el llamado Modelo
Estándar, sostiene que existen doce partículas elementales, las cuales se
puede decir que son los verdaderos átomos .Sólo existen tres tipos de
partículas elementales: los quarks, los electrones y neutrinos. La materia
que nos rodea está formada exclusivamente por partículas de la primera
familia: electrones, neutrinos electrónicos y quarks tipo u y d. Las
partículas de las otras dos familias son idénticas a las de la primera
excepto en la masa, que es bastante superior. Todas ellas son muy
inestables, terminan desintegrándose en partículas de la primera
generación y tienen un Spín de ½, por tanto son fermiones que cumplen
el Principio de Exclusión de Pauli: “No puede
haber dos en el mismo estado cuántico.” Además de los quarks y leptones
también existen partículas mediadoras de las interacciones básicas, los
bosones. La partícula mediadora de la gravedad, única interacción básica
no reconocida, es el gravitón, que aún no ha sido detectada. La hipótesis
de la oscilación de los neutrinos requiere que los tres tipos de neutrinos
estén constituidos por mezclas de estados de neutrinos con diferentes
masas. Hay varios modelos para la oscilación de los neutrinos,
dependiendo de la mezcla y de diferencias de masas. Oscilantes o no, los
neutrinos constituyen uno de los más fascinantes tópicos de la Física de
Partículas; por ello, cuanto los físicos de partículas más sepan sobre los
neutrinos, más sabremos sobre la naturaleza de la materia, sobre la
formación de galaxias y sobre la asimetría materia.
La expansión del Universo
Un telescopio en el Polo SLa hipótesis de la oscilación de los
neutrinos requiere que los tres tipos de neutrinos estén constituidos
por mezclas de estados de neutrinos con diferentes masas.
Hay varios modelos para la oscilación de los neutrinos, dependiendo
de la mezcla y de diferencias de masas.
Oscilantes o no, los neutrinos constituyen uno de los más fascinantes
tópicos de la Física de Partículas; por ello, cuanto los físicos de
partículas más sepan sobre los neutrinos, más sabremos sobre la
naturaleza de la materia, sobre la formación de galaxias y sobre la
asimetría materia. ur ha encontrado las perseguidas ondas
gravitacionales, las deformaciones en el espacio-tiempo provocadas por
el Big Bang y que suponen la evidencia más fuerte de que el Universo
se expandió exponencialmente en una fracción de segundo tras la gran
explosión. En el contexto del modelo estándar cosmológico, la
aceleración se cree que es causada por la energía del vacío a menudo
llamada energía oscura, una componente que da cuenta de
aproximadamente el 73% de toda la densidad de energía del universo.
Del resto, cerca del 23% es debido a una forma desconocida de materia
llamada materia oscura. Sólo alrededor del 4% de la densidad de energía
corresponde a la materia ordinaria como los átomos de los que estamos
constituidos, así como las estrellas, galaxias y cúmulos de galaxias,
cuya luz nos permite adentrarnos en un universo fundamentalmente
desconocido y oscuro. La teoría de la relatividad general predice que el
universo se expande siguiendo una ley de evolución similar a la
newtoniana, donde el radio del universo (el factor de escala a está
normalizado a uno hoy en día) hace las veces de coordenada radial y la
masa del universo viene dada por M=(4π/3)ρa^3. En ese caso, la ley de
conservación de la energía predice: E = T + V = dot(a)^2/2 GM/a
Λ a^2/6 = K/2, siendo K la constante que determina la curvatura espacial,
i.e. si un universo es abierto (K<0), cerrado (K>0) o plano (K=0).
Dependiendo del valor de K, tendremos distintas evoluciones.
METODOLOGÍA
RESULTADOS CONCLUSIONES
__http://web.educastur.princast.es/proyectos/fisquiweb/Apuntes/Apuntes2Fis/ModeloEstandar.pdf__
__http://www.agenciasinc.es/Noticias/Nobel-de-Fisica-2011-para-el-descubrimiento-de-la-expansion-
acelerada-del-universo__
__http://www.investigacionyciencia.es/blogs/astronomia/17/posts/la-expansin-acelerada-del-universo-y-el-
premio-nobel-de-fsica-2011-10387__
__http://www.if.ufrgs.br/~moreira/modeloestandar.pdf__
__http://www.abc.es/ciencia/20140319/abci-ondas-gravitacionales-descubrimiento-linde-201403182042.
html__
__http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Evoluci%C3%B3n_Universo_WMAP.jpg__
__http://www.astromia.com/universo/avanzado.htm__
__http://conexioncausal.wordpress.com/2011/10/04/nobel2011/__
__http://francis.naukas.com/2011/10/04/premio-nobel-de-fisica-2011-la-energia-oscura-y-la-expansion-
acelerada-del-espaciotiempo/__
http://francis.naukas.com/2009/08/18/nueva-solucion-de-las-ecuaciones-de-einstein-explica-la-aceleracion-del-
universo-sin-necesidad-de-energia-oscura/
REFERENCIAS
AGRADECIMIENTOS:
El gusto de investigar
Escola Suerior de
Tecnologia i Ciències Experimentals
Universitat Jaume I
La expansión del universo se inicia en el momento en
el que se produce el Big Bang, desde entonces el
estudio de todo aquello que nos rodea se realiza a
cargo de físicos, químicos, etc.
Para explicar el universo desde el origen, aparece
conceptos como polvo estelar, viento solar o agujeros
negros entre otros... Pero para profundizar más, el
estudio y el Modelo Estándar de las partículas ha sido
fundamental para su explicación, ya que de él
obtenemos las partículas más diminutas e importantes
conocidas hasta el momento.
En nuestro grupo formado por Cristian, Alba, Odri y Gianella. Hemos
decidido trabajar dos temas que en si no tienen mucho relación. Uno de los
temas es el Modelo Estándar el cual han trabajado Alba y Gianella. Para
trabajar e investigar sobre este tema han buscado información en diferentes
páginas webs, después han resumido lo importante del tema. Mientras tanto
Odri y Cristian han trabajo en el tema de la expansión del universo del cual
han buscado información en diversas páginas y han seleccionado lo
necesario e importante del tema.
Finalmente al tener toda la información necesaria, cada integrante del grupo
se centraba en un apartado diferente para concluir el trabajo.
.
El Modelo Estándar es una excelente teoría, que identifica las partículas que
constituyen la materia y describe cómo interactúan. Además, lo hace presentando
varias simetrías y siempre buscando otras. Pero no es una teoría acabada, ni definitiva.
Es, como todas las demás teorías científicas, una verdad provisional, en el sentido de
que seguramente, será modificada y en algún momento dará lugar a otras teorías que se
apoyarán en ella.
Entre los problemas que enfrenta el Modelo Estándar, se pueden destacar, la asimetría
materia que explica que si el universo empezó en el Big Bang como una inmensa
explosión de energía, debería haber partes iguales de materia y antimateria, pero, en
lugar de eso, las estrellas y nebulosas están hechas de protones, electrones y neutrones
y no de sus antipartículas. Otro problema es la materia oscura y la energía oscura (la
mayor parte del universo está constituida de materia oscura y de energía oscura, que no
están formadas por las partículas del Modelo Estándar). El campo de Higgs explica que
la interacción con el campo de Higgs, mediada por el bosón de Higgs, daría masa a las
partículas. El Modelo Estándar tiene dificultades para explicar formas particulares de
esa interacción; una de ellas es que, por los cálculos de la teoría actual, la masa del
bosón de Higgs sería muy grande y, por consiguiente, las partículas del Modelo
Estándar tendrían masas también muy grandes.
Finalmente, la gravedad, el gravitón nunca fue detectado y el Modelo Estándar no
consigue incluir la interacción gravitacional porque no tiene la misma estructura de las
otras tres interacciones. Todos estos problemas podrían ser resueltos en un futuro.
En cuanto al estudio de la expansión del universo la conclusión es que el Universo se
expande cada vez más deprisa, en contra de lo que se pensaba. Se trata de un
descubrimiento inesperado y sorprendente, pues los dos equipos que "competían" en la
misma investigación, lo que realmente estaban estudiando era la expansión cada vez
más lenta del Universo, que es lo que se creía hasta 1998. Los nuevos conocimientos
sobre la expansión del Universo han abierto "una puerta que lleva a un nuevo capítulo
de posibilidades para explorar".