Los Quarks son un grupo de partículas fundamentales que forman todos los Hadrones. Los hadrones se definen literalmente como partículas hechas de quarks, por lo que esto no es exactamente esclarecedor. Los Quarks son importantes porque interactúan con el Campo de Fuerza Nuclear Fuerte .
Hay seis tipos de quarks. Desde el más ligero hasta el más pesado, tenemos arriba, abajo, extraño, encanto, abajo y arriba.
Muchas de las partículas más comunes en la materia están formadas por quarks. Esto incluye protones y neutrones, dos de los más comunes.
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Bariones
Es posible que haya escuchado antes la frase “materia bariónica”, que a menudo se usa para describir la materia normal. Esto se debe a que la mayoría de la materia que observamos es bariónica, lo que significa que está hecha de partículas compuestas de tres quarks. Los protones y los neutrones son bariones.
La estructura de quarks de un protón.
Un protón es un Baryon estable, compuesto por dos quarks arriba y un quark abajo. Los neutrones son similares, compuestos por dos quarks hacia abajo y un quark hacia arriba.
Mesones
Estas partículas son un poco más exóticas, ya que no se observan tan fácilmente en la naturaleza: ninguna de ellas es estable. Los mesones están compuestos por dos quarks, específicamente un quark y un anti-quark. Por ejemplo, un pión neutro se compone de un quark up y un quark anti-up.
Los mesones se descomponen con bastante rapidez, pero puede ser interesante estudiarlos. Por ejemplo, la oscilación K-on está relacionada con la violación de la paridad en la interacción débil.
Quarks
Ahora que hemos hablado sobre qué tipo de partículas forman los quarks juntos, hablemos de quarks individuales: al menos, lo mejor que podamos.
Curiosamente, los quarks, por lo que podemos decir, no les gusta estar aislados. De hecho, solo los observamos en forma de barión o mesón. Si se separan dos quarks, la energía requerida para separarlos es suficiente para producir dos nuevos quarks espontáneamente, que luego se unen a los quarks separados.
Dicho esto, podemos determinar que los quarks superiores, encantadores y superiores tienen carga de +2/3, y los quarks inferiores, extraños y inferiores tienen carga de -1/3. Además, podemos determinar la masa de cada quark y observar que, al formar hadrones, ciertamente tienen una estructura: esta estructura se puede sondear con electrones o fotones.
Excepto por los quarks arriba y abajo, que tienen una relación extraña, los otros quarks se vuelven cada vez más inestables cuanto más masivos se vuelven. Los quarks superiores tienen vidas extremadamente cortas y se descomponen casi de inmediato a otros quarks. Los protones en realidad tienen la configuración más estable de los quarks, y esta es la razón por la cual los protones son partículas de vida tan larga (todavía no se observan desintegraciones).
Una reacción nuclear generalmente implica que los quarks intercambian gluones (partículas de fuerza de la Fuerza Nuclear Fuerte), ya que son las únicas partículas que interactúan con los gluones. Curiosamente, los quarks tienen carga de color, ya sea rojo, verde o azul. Esta es una buena manera de describir sus interacciones: intentan crear un color neutro (color gris). Esto ocurre cuando tenemos uno de cada color (un barión) o un color y su anti-color (un mesón).