magnitud

momento transverso

La componente del momento de una partícula perpendicular al eje del haz en un colisionador.
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Descripción

El momento transverso es la componente del momento de una partícula que es perpendicular al eje del haz en un experimento de colisionador. En física de partículas, cuando dos haces de partículas colisionan de frente, el momento total a lo largo de la dirección del haz se conserva y es esencialmente cero antes de la colisión. Cualquier partícula producida en la colisión que tenga momento perpendicular al haz debe ser equilibrada por otras partículas con momento transverso opuesto, de modo que la suma vectorial de todos los momentos transversos en un evento sea cero. Esto convierte al momento transverso en una herramienta poderosa para identificar partículas que escapan a la detección, como los neutrinos, que se llevan momento sin dejar rastro en el detector.

Historia

El concepto de momento transverso se volvió central con el desarrollo de los experimentos de haces colisionantes en las décadas de 1960 y 1970, particularmente en el CERN y Fermilab, donde se utilizó para analizar los productos de colisiones de alta energía.

Cómo funciona

En un colisionador, el eje del haz define la dirección z. Para cada partícula detectada, su vector de momento se descompone en una componente longitudinal (a lo largo del haz) y una componente transversa (en el plano perpendicular al haz). El momento transverso se calcula a partir de la energía de la partícula y su ángulo relativo al haz. Dado que el momento transverso inicial es cero, cualquier desequilibrio en los momentos transversos detectados indica la presencia de partículas invisibles. Esta es la base de muchas búsquedas de nueva física, como los candidatos a materia oscura, que aparecerían como momento transverso faltante.

En la práctica

El momento transverso se utiliza en todos los experimentos de colisionadores de partículas para medir las propiedades de partículas conocidas, descubrir nuevas y buscar física más allá del Modelo Estándar, como la supersimetría o dimensiones extra.

Dato curioso

El momento transverso de las partículas en un jet puede usarse para inferir la masa del quark o gluón original que produjo el jet, una técnica que ayudó a descubrir el bosón de Higgs.

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