Conferencias sobre Fisica de altas energias -Fisica Cuantica -Feynman en Mexico Spanish

118 Pages·2001·44.05 MB·Spanish

by  Hernandez Chavez

FEYNMAN EN MÉXICO
CONFERENCIAS SOBRE
FÍSICA DE ALTAS ENERGÍAS

Prólogo de
Feliciano Sánchez Sinencio

Olga Leticia Hernández Chávez
Héctor Javier Uriarte Rivera
Mario E. Pacheco Quintanilla

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
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Índice general
Presentación I
Prólogo VII
1. Física experimental de altas energías 1
1.1. Motivación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.1. Un poco de relatividad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2. Aceleradores de partículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2.1. Acelerador lineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2.2. Sincrotrón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3. Detectores de partículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3.1. Cámara de burbujas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3.2. Cámara de chispas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.4. La relatividad y la mecánica cuántica . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.4.1. Breve repaso de mecánica cuántica . . . . . . . . . . . . . . 15
1.4.2. Predicciones de la relatividad y la mecánica cuántica . . . . 18
2. Tipos de interacciones 21
2.1. Temas selectos de electrodinámica cuántica . . . . . . . . . . . . . 21
2.2. Interacciones débiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.3. Particularidades de interacciones fuertes . . . . . . . . . . . . . . . 34
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3. El modelo de quarks y regularidades en partículas hadrónicas 47
3.1. Quarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.1.1. Momento magnético del protón . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2. Regularidades en hadrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4. Modelo de partones y estructura de protones 63
4.1. La estructura del protón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.2. ¿Pueden los partones ser quarks? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
A. Preguntas 81
A.1. Capítulo 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
A.2. Capítulo 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
A.3. Capítulo 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
B. Memoria gráfica 89
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Presentación
El material del curso corto de Física de altas energías impartido por Richard
P. Feynman en la Escuela de Verano del año de 1972, en el Instituto Politécnico
Nacional,cuentaconunahistoriapropiaenlaquemetocóparticiparyquepuede
resultar de interés para los lectores de este libro.
Habíantranscurridosólocuatroañosdesdeelmovimientoestudiantilde1968,
al que siguieron otros episodios oscuros de enfrentamientos entre estudiantes y
fuerzas de seguridad del gobierno, que culminaron el 10 de junio de 1971. Como
secuela del movimiento, en el IPN y en la UNAM se formaron grupos políticos
de estudiantes que se autodenominaron comités de lucha.
Es en este contexto que el Dr. Feliciano Sánchez Sinencio, entonces Jefe de la
Sección de Graduados de la Escuela Superior de Física y Matemáticas (ESFM),
organizaestaEscueladeVerano,contandoconunalistaderelevantesexpositores
que encabeza Richard P. Feynman, Premio Nobel de Física 1965.
El programa se estructura de tal forma que se debería desarrollar en el pe-
riodo intersemestral, es decir, en los meses de julio y agosto. Los cursos tendrían
una duración de una a dos semanas, salvo el de Electrodinámica cuántica, que
impartiría el Dr. José Leite Lopes, con duración de un mes.
En ese año yo era estudiante de la maestría en física, y me encontraba de-
sarrollando mi trabajo de tesis de la licenciatura. Al igual que otros compañeros
del posgrado, me faltaba cumplir con el requisito del servicio social, indispensa-
ble para titularme. De esta manera, cuando el Dr. Feliciano Sánchez realiza una
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ii Presentación
reunión para informarnos de los cursos y pedirnos colaboración para la edición
de los materiales que resultarían de ellos, la oportunidad no hubiera podido ser
mejor. De esta forma fui asignada, junto con otros alumnos, a tomar las notas de
los cursos: Física de altas energías, que dictaría el Dr. Feynman y Electrodinámi-
ca cuántica, que ofrecería el Dr. Leite Lopes; y como resultado de este apoyo, se
liberaría mi servicio social.
Inicialmente los cursos se llevarían a cabo en el auditorio del edificio 6, que
en esos tiempos ocupaba la ESFM. Sin embargo, dado el clima de efervescencia
estudiantilqueimperabaenlaépoca,elcomitédeluchaconvocaalosestudiantes
a una asamblea, y bajo la consigna pública de mayores recursos para libros y un
no a estos cursos, deciden no permitir que se impartan en estas instalaciones.
Con este problema por resolver y con el tiempo para iniciar ya encima, los
organizadores se ven en la necesidad de conseguir una sede alterna. Es así que
un día antes de la inauguración de la Escuela de Verano, telefónicamente se me
comunicó que la sede sería el auditorio del Centro Médico Nacional, actualmente
Siglo XXI.
De entre los recuerdos del inicio de los cursos, viene a mi memoria la negativa
de Feynman a ofrecer entrevistas a la televisión, argumentando que: No ayudo
a vender sopa o papel higiénico, opinión que externa ante Patricia Escandón,
una guapa reportera colaboradora del noticiario de Jacobo Zabludovzky; una
admirable disposición y condescendencia puesta de manifiesto al ofrecer el curso
en español; así como su magistral capacidad para desmenuzar los conocimientos
físicos con una habilidad innata, aun los de frontera.
La elaboración preliminar de lo que se formalizaría en las notas del curso
se encomendó a Gerardo Cisneros Stoianowski, Miguel Ángel Jiménez Zavaleta
y Olga Leticia Hernández Chávez; trabajo que consumió largas horas y que en
varias ocasiones se desarrolló en el domicilio del Dr. Feliciano Sánchez.
El material, cuya edición final fue realizada por los Doctores Augusto García
González, Jorge S. Helman y Feliciano Sánchez Sinencio, lo publicó la Comisión
de Apoyo a las Actividades Académicas, por lo que fue poco difundido y de
alcances muy limitados.
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Ahora nos remontamos hasta el año 2004, cuando al realizarse las adecua-
ciones para el nuevo equipo de sonido en el auditorio de la ESFM, el profesor
Héctor Uriarte Rivera, Jefe del Departamento de Extensión de la Cultura, en-
cuentra las cintas con el audio original de las conferencias del verano del 72. Al
poco tiempo nos enteramos de la publicación del libro Feynman’s Lost Lecture
de David L. Goodstein y Judith R. Goodstein, que contiene un CD con una hora
de grabación de Feynman. Y para colmo de la fortuna, en junio de ese año, la
UNESCO declara el año 2005, como el Año Mundial de la Física.
Lo que habría de seguir era de esperarse. Se organizó un pequeño, pero en-
tusiasta grupo de trabajo, integrado por los profesores Uriarte, Mario Pacheco
Quintanilla y Olga Leticia Hernández Chávez. Las tareas a realizar se fueron
planteando según iban apareciendo los problemas.
Lo primero fue tratar de localizar, con directorio en mano, empresas que
pudieran reproducir las cintas; sin éxito, ya que las que se ubicaron no contaban
en sus estudios con reproductoras a la velocidad de grabación que se utilizó ori-
ginalmente (que ciertamente era moderno, pero en su época). Ante este fracaso
decidimosapoyarnosenelLaboratoriodeAcústicadelaESIME,adondellevamos
la cinta cuya caja tenía escrito el título de “Primera plática del profesor Feyn-
man”, para caer en cuenta que las cintas con las grabaciones de todos los cursos
se habían revuelto y que el contenido de las cajas no correspondía con los títulos.
La cinta que inicialmente entregamos, y que habían podido reproducir, era de
una conferencia de Leite Lopes y no de la plática de Feynman. Posteriormente,
nuestralaborfuededetectives;buscarentreelequipodelaescueladadodebajaa
través de los años –una aguja en el pajar– la grabadora original, fracasando en
el intento. Por último, cuando la esperanza se perdía, felizmente la encontramos
en la bodega de un laboratorio de enseñanza, bajo la responsabilidad del profesor
José Antonio Peralta. Ahora sólo faltaba la prueba de fuego; tenía que funcionar,
y lo hizo, no sin antes nuevamente tener que recurrir al Ing. Javier Moedano del
Laboratorio de Acústica de la ESIME, para recibir asesoría técnica.
Cuando finalmente escuchamos la grabación donde el Dr. Feliciano Sánchez
da la bienvenida a los conferencistas y presenta la primera conferencia del Dr.
Feynman, todo fue alegría, sin embargo, el gusto no nos duró mucho. De las seis
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iv Presentación
conferenciassólopudieronrescatarsecuatro;conelpasodelosañosyeldescuido,
dos de ellas habían sido regrabadas.
La Dirección de Publicaciones del IPN recibió con entusiasmo el proyecto,
ofreciéndonos cristalizarlo. Se responsabilizó de la transferencia profesional del
audioyofreciósuayudaparalaedicióndeunlibroqueincluiríaelaudiooriginal.
Las notas publicadas por la COFAA-IPN se rescribieron, el material se reor-
ganizó para apegarse en lo posible al audio, se rehicieron las figuras, y se tuvo
particular cuidado en lo que se refiere a las transparencias que utilizó el Dr.
Feynman, con las que no se contaba, para que fuesen sustituidas por fotos que
correspondieran a la época en que se realizó el curso. La labor mecanográfica
estuvo a cargo de Silvia Galván Torres, secretaria del Departamento de Física
de la ESFM, y las demás actividades antes detalladas fueron responsabilidad del
mismo grupo de trabajo.
Elcontenidodelasconferenciasseorganizóencuatrocapítulos.Seincluyeron
dos apéndices: el primero contiene las preguntas formuladas durante las confe-
rencias, separadas por capítulo; el segundo consta de la parte documental que se
logró rescatar, que incluye el tríptico y las notas periodísticas generadas durante
la visita de Feynman. Además, se incorporaron pies de página con comentarios
y actualizaciones realizadas por Alfonso Queijeiro Fontana, investigador de la
SEPI-ESFM. En este punto conviene aclarar que los capítulos son una transcrip-
ción retocada de las conferencias, se transformó la transcripción verbal a una
forma legible respetando el “estilo Feynman”. Se sustituyeron algunas palabras
empleadas por Feynman y que ahora están en desuso, por ejemplo la palabra
cuarco por quark. Se omitieron algunos detalles que muestran el carácter y la
personalidad de Feynman, como son los siguientes: al solicitar que se pase la si-
guiente transparencia y al no ser atendida su petición, jactándose irónicamente
de su buen español, insiste gritando “próxima transparencia por favor”; en otro
momentoalsolicitarqueseenciendalaluzparacontinuar,sinresultado,dice“no
se hablar español”, acto seguido grita “fotones”; en otra ocasión al hablar de jets
de partículas pregunta la forma correcta de decirlo en español, y al indicársele
que “chorros”, se ríe y dice “los chorros son para comer”; por último, cuando es
interrumpido en una conferencia por un fotógrafo de prensa, le solicita que salga,
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indicando aquél que está trabajando, a lo que Feynman le contesta, que él tam-
bién. Las conferencias completas, incluyendo sus comentarios, pueden escucharse
en el sitio: www.feynmanenmexico.ipn.mx.
El prólogo del libro se le encargó al Dr. Feliciano Sánchez, actualmente Di-
rector del Centro Latinoamericano de Física, con sede en Río de Janeiro, Brasil,
como reconocimiento a su gran visión, al hacer posible un evento de la relevancia
que para nuestra escuela tuvo aquel verano del 72.
Olga Leticia Hernández Chávez
México, D.F.
Agosto de 2005
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