Concepto, Descubrimiento, Modelo y Propiedades

Te explicamos qué son los quarks, cómo se descubrieron y cuál es el modelo de quarks. Otras partículas subatómicas también.

queso cottage
Los quarks son partículas más pequeñas que los neutrones y los protones.

¿Qué son los quarks?

Quarks o quarks son una especie de partículas subatómicas elementalesque entra en la categoría fermiones, y cuyas fuertes interacciones constituyen la materia de los núcleos atómicos. Su nombre proviene de la novela. Estela de Finnegan del autor irlandés James Joyce.

Los quarks son las partículas de que estan hechos los protones y los neutronesasí como otro tipo de partículas diminutas llamadas hadrones.

Estos términos pueden resultar confusos, pero no es necesario entenderlos a un nivel tan técnico para saber qué es un quark: la partícula más pequeña de materia que interactúa libremente con las cuatro fuerzas físicas elementales: fuerza gravitacional, fuerza electromagnética, fuerza nuclear fuerte. la fuerza nuclear y la energía nuclear débil.

Junto con los leptones, los quarks son los componentes básicos de la materia. Así como hay materia y antimateria, hay quarks y antiquarks.

Además, hay seis tipos o «sabores» de cuajada. Por lo tanto, todos los mesones y bariones de la materia, es decir, más de 200 partículas subatómicas diferentes, se pueden construir combinando tres quarks (o antiquarks) diferentes (bariones) o un quark-antiquark (mesones), conectados por interacciones fuertes.

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Descubrimiento de los quarks

Durante muchas décadas se supuso que los protones, los neutrones y los electrones eran las partículas fundamentales de la materia, lo que significa que no podía existir nada más pequeño que ellos.

Sin embargo, el estudio de los llamados nucleones (neutrones y protones, habitantes del núcleo atómico) demostró que su tamaño era mucho mayor que el de los electrones y que esto podría significar que ellos, a su vez, consistirían en algo más pequeño y simple. . Los quarks vinieron a responder a esa pregunta.

Al mismo tiempo estaban Propuesto por Murray Gell-Mann y George Zweig en 1964, aunque completamente independiente. Estos científicos notaron la necesidad de la existencia de quarks debido a la naturaleza de la fuerte interacción entre las partículas en el núcleo.

Además, muchas de sus propiedades eran inexplicables a menos que hubiera estructuras internas dentro de los protones y los neutrones. Así se llama la existencia de tres partículas más pequeñas Quorks (luego queso cottageaunque Zweig inicialmente sugirió el nombre ases o «ases»), que tendrían una carga eléctrica de 1/3 y 2/3 de carga.

esta hipótesis fue verificado experimentalmente en SLAC (Centro Acelerador Lineal de Stanford o Stanford Linear Accelerator Center) en años posteriores. Pero el experimento indicó que no eran tres sino seis partículas capaces de formar protones y neutrones. Por este descubrimiento, Taylor, Kendall y Friedman recibieron el Premio Nobel de Física de 1990..

modelo de quarks

tipos de cuajada
Cada tipo de cuajada tiene propiedades específicas.

Dentro del modelo estándar actual de la materia, los quarks ocupan el lugar más simple en la materia.

Según el tipo de quarks que combinemos, según la regla de clasificación de hadrones (el llamado «modelo de quarks»), podemos obtener distintos tipos de partículas que da seis tipos diferentes de quarks (o sabores«sabores»), cada uno dotado de un «número cuántico» que define su carga eléctrica:

  • Sobre (elevado). Equipado con un isospin +1/2 como número cuántico.
  • abajo (Bajo). Equipado con un isospin -1/2 como número cuántico.
  • encanto (encanto). Equipado con un amuleto +1 como número cuántico.
  • Extraño (extraño). Dotado de una extrañeza -1 como número cuántico.
  • Para detener (encima) o verdadero (verdad). Dotado de una superioridad (Cima) +1.
  • Antecedentes (fondo) o belleza (belleza). Dotado de una inferioridad (profundidad) -1.

Todo esto puede parecer muy extraño y parecer sacado de un videojuego, pero tiene sentido dentro del modelo de quarks cuando consideramos que estas diminutas partículas se unen en tripletes o tríadas para formar diferentes tipos de partículas subatómicas más grandes.

Cuando sus cargas suman números enteros, forman hadrones.

Pero también está el hecho de que los quarks puede tener tres tipos más de carga, a saber, el «color». Sin embargo, no se trata realmente del color, sino que ese es el nombre que los científicos le han dado a esta propiedad, que es un tipo de afinidad responsable de la fuerte atracción nuclear (a través de otra partícula llamada «gluones»).

Estos colores pueden ser azul, verde o rojo y distinguen, por ejemplo, los neutrones y protones de los electrones (partículas tipo leptón), ya que estos últimos no están formados por quarks y no sienten la interacción nuclear fuerte, sino la débil.

Según este modelo Las partículas fundamentales de la materia son los quarks y los leptones..

Otras partículas subatómicas

Otros tipos de partículas subatómicas son:

  • fermiones. Junto con los bosones son las partículas fundamentales de la materia,…

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