Al límit de la matèria

Segon de batxillerat
Institut Ramon Coll i Rodés
Lloret de Mar

Amb l’ajut d’un joc de cartes ens endinsem en el món de la física de partícules. Dos personatges molt trapelles, en Fis i en Lab, esmicolen una síndria fins al límit de la matèria. Ajuda’ls a reconstruir la matèria a partir de les partícules elementals. Però alerta! Segons com combinis les partícules formaràs antimatèria i és possible que anihilis la matèria constituïda.
Es pot jugar a partir de dos jugadors i guanyarà el jugador que al final hagi aconseguit una puntuació més alta.

Nombre de cartes de cada partícula elemental

  • 12 Quarks Upparticules1
  • 12 Quarks Down
  • 3 Protons
  • 3 Antiprotons
  • 3 Neutrons
  • 3 Antineutrons
  • 6 Electrons
  • 4 Positronsparticules2particules3
  • 2 Comodins

Combinacions possibles de cartes

No totes les cartes poden jugar-se individualment. Les úniques cartes que podem tirar a la taula sense cap combinació són els electrons, els protons i els neutrons. Per poder fer anihilacions, un dels nostres companys del costat haurà d’haver tirat anteriorment la partícula de la nostra antimatèria. Només podrem anihilar les partícules dels jugadors que siguin consecutius (els jugadors que vinguin a continuació). Sense aquesta condició no podrem dur a terme cap anihilació.
Les possibles combinacions que podem arribar a formar a partir de les partícules elementals  són les següents:

  1. 2 quarks Down + 1 quark Up = neutró
  2. 2 quarks Up + 1 quark Down = protó
  3. 1 protó + 1 electró = hidrogen
  4. 1 hidrogen + 1 neutró = deuteri
  5. 1 hidrogen + 2 neutrons = triti

Puntuació de cada partícula o combinació

No totes les partícules tenen puntuació pròpia, i no totes les combinacions valen el mateix.
Els quarks no tenen puntuació si no es combinen entre ells per formar altres partícules i les partícules d’antimatèria si no s’utilitzen per anihilar, tampoc. La puntuació de les partícules és la següent:

  • Protó: 1 punt
  • Neutró: 1 punt
  • Electró: 1 punt
  • Hidrogen: 3 punts
  • Deuteri: 5 punts
  • Triti: 7 punts

Les anihilacions compten el doble del valor de la carta; és a dir, si anihilem un hidrogen en comptes de sumar-nos tres punts, ens en sumaríem sis.

Objectius científics

  • Conèixer algunes de les partícules elementals del model estàndard.
  • Diferenciar la càrrega elèctrica de les partícules.
  • Experimentar la possibilitat de combinació entre partícules.
  • Comparar la matèria i antimatèria.
  • Entendre de forma simbòlica el concepte d’anihilació.