Definición de quarks
Imagínese tomar un bloque de mantequilla y cortarlo por la mitad. Después de hacer eso, toma una de las piezas resultantes y la corta por la mitad, y luego vuelve a hacerlo para las piezas más pequeñas que siguen, una y otra vez. Para los propósitos de este experimento mental, su cuchillo es infinitamente delgado y puede seguir funcionando durante un tiempo indefinidamente largo. Inicialmente, verá trozos de mantequilla cada vez más pequeños, hasta que se vuelven invisibles a simple vista. A medida que avanza, bajará al nivel de moléculas, átomos individuales y finalmente partículas subatómicas.
Es posible que esté familiarizado con los protones, neutrones y electrones, que son los componentes básicos de los átomos. Los protones y neutrones forman el núcleo de un átomo, mientras que los electrones orbitan alrededor de este núcleo. Sin embargo, incluso los protones y neutrones están formados por partículas más elementales, llamadas quarks , que se pueden considerar como entidades diminutas que se encuentran entre los componentes más básicos de toda la materia.
Procedamos a echar un vistazo más de cerca a estas partículas.
Quarks: una mirada más cercana
Hay seis tipos, también conocidos como sabores , de quarks: arriba, abajo, extraño, encanto, inferior y superior. Estos sabores difieren según la masa y la carga eléctrica. Por cierto, la propiedad de carga eléctrica que acabo de mencionar es la misma que existe en los circuitos eléctricos o que hace que un cepillo de pelo atraiga pequeñas tiras de papel después de cepillarte el cabello con él. Los quarks ‘up’, ‘charm’ y ‘top’ tienen una carga positiva de +2/3, mientras que los quarks ‘down’, ‘strange’ y ‘bottom’ tienen una carga negativa de -1/3. No se preocupe por los números, pero recuerde que las cargas opuestas (positivo-negativo) se atraen, mientras que las cargas similares (positivo-positivo o negativo-negativo) se repelen entre sí.
Las masas de quarks, desde las más pesadas hasta las más ligeras, son las siguientes: superior (más pesada), inferior, encanto, extraño, descendente y ascendente (más ligera). Tenga en cuenta que, dado que estamos hablando de partículas elementales, puede pensar en sus masas como una propiedad más que las caracteriza. Después de todo, realmente no puedes pesar quarks en tu báscula en casa.
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Otra propiedad de los quarks es el color , también conocido como carga de color. Para satisfacer el Principio de Exclusión de Pauli , que afirma que no pueden existir dos quarks en el mismo estado cuántico al mismo tiempo, la propiedad del color se atribuyó a los quarks. Se pueden asignar tres colores a quarks individuales, y un esquema de color común es rojo, verde y azul.
Para los propósitos de nuestra discusión, es importante mencionar que cada quark tiene una partícula de antimateria asociada, llamada antiquark . Puede pensar en los antiquarks como quarks con cargas eléctricas y de color opuestas.
En la naturaleza, los quarks y antiquarks solo se encuentran existentes en grupos de dos o tres. Un tipo de partículas compuestas que resultan de estas agrupaciones se llaman hadrones . Los hadrones se clasifican en bariones y mesones. Los bariones incluyen protones y neutrones, que se componen de tres quarks cada uno. Los protones se componen de un quarks «abajo» y dos «arriba», mientras que los neutrones se componen de uno «arriba» y dos quarks «abajo».
Por otro lado, los mesones están hechos de pares quark-antiquark. Por ejemplo, una partícula de pión se compone de un antiquark ‘abajo’ y un quark ‘arriba’. Es importante tener en cuenta que los mesones son inestables y se descomponen en otras partículas después de muy poco tiempo.
Resumen de la lección
En resumen, se considera que los quarks se encuentran entre las partículas más elementales que existen. Son los componentes de los protones y neutrones, así como de otras partículas. Además, los quarks tienen propiedades como masa, carga eléctrica, carga de color y otras. Incluso tienen antipartículas asociadas a ellos, conocidas como antiquarks . Los quarks también vienen en seis tipos, también conocidos como sabores , de quarks: arriba, abajo, extraño, encanto, inferior y superior, siendo el superior el más pesado (o más masivo) y el superior el más ligero (o menos masivo).
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La propiedad del color , o carga de color, también se atribuyó a los quarks para satisfacer el principio de exclusión de Pauli , que afirma que no pueden existir dos quarks en el mismo estado cuántico al mismo tiempo. Los quarks también se encuentran en la naturaleza solo en grupos de dos o tres, y estos grupos forman partículas compuestas conocidas como hadrones . Los hadrones están formados por bariones , que incluyen protones y neutrones, formados por tres quarks cada uno, y mesones , que están formados por pares quark-antiquark.
Entonces, la próxima vez que untes tu tostada con mantequilla, recuerda lo pequeño que puedes ir con tus rebanadas y piensa en quarks.
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