En física de partículas, los cuarks o quarks, son los fermiones elementales masivos que interactúan fuertemente formando la materia nuclear. Junto con los leptones, son los constituyentes fundamentales de la materia. Varias especies de cuarks se combinan de manera específica para formar partículas subatómicas tales como protones y neutrones.
Los cuarks son las únicas partículas fundamentales que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales. Son partículas de espín 1/2, por lo que son fermiones. Forman junto a los leptones, la materia visible.
Hay seis tipos o sabores distintos de cuarks que los físicos de partículas[¿quién?] han denominado de la siguiente manera:
- up (arriba)
- down (abajo)
- charm (encanto)
- strange (extraño)
- top (cima)
- bottom (fondo).
Fueron nombrados arbitrariamente basados en la necesidad de nombrarlos de una manera fácil de recordar y usar[cita requerida], además de los correspondientes antiquarks. Las variedades extraña, encanto, fondo y cima son muy inestables y se desintegraron en una fracción de segundo después del big bang, pero los físicos de partículas pueden recrearlos y estudiarlos . Las variedades arriba y abajo sí se mantienen, y se distinguen entre sí por su isospin, carga eléctrica y masa.
Una hipótesis central, pero no comprobada, es que los cuarks no pueden observarse libres sino confinados2 en grupos, llamados hadrones, de dos o más cuarks, como los mesones (una pareja quark-antiquark), los bariones (tres cuarks o antiquarks), tetraquarks (cuatro), pentaquarks (cinco), y moléculas hadrónicas3 . Los modelos de hadrones con más de tres cuarks fue propuesto por Gell-Mann en 1964 y Zweig4 . Esto sería una consecuencia directa del confinamiento del color. En el año 2003 se encontró evidencia experimental de una nueva asociación de cinco cuarks, los pentaquark, cuya evidencia, en principio controvertida,6 fue demostrada gracias al Gran Colisionador de Hadrones en julio de 2015.
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