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Concepto de Quarks:

Los quarks o cuarks son un tipo de partícula subatómica elemental, que entra dentro de la categoría de los fermiones, y cuyas fuertes interacciones constituyen la materia de los núcleos atómicos. Su nombre proviene de la novela Finnegan’s Wake del autor irlandés James Joyce.

Los quarks son las partículas de las que protones y neutrones están hechos, así como otros tipos de partículas minúsculas llamadas hadrones.

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Otros tipos de partículas subatómicas son:

Fermiones. Junto con los bosones, son las partículas fundamentales de la materia, caracterizadas por tener un espín o momento angular semi-entero (1/2, 3/2, etc.). Existen solo dos tipos de fermiones: los quarks y los leptones.

Leptones. Son un tipo de fermión, dotado de espín ½ (ya sea + o -) y que no experimenta, a diferencia de los quarks, la interacción nuclear fuerte de la materia. Existen seis tipos de leptones: electrones, muónes, taus, neutrinos electrónicos, neutrinos muónicos y tau neutrinos. Los tres primeros tienen carga eléctrica +1 o -1, y los demás carga 0.

Bosones. Junto a los fermiones, son las partículas fundamentales de la materia, caracterizadas por tener un espín entero (0, 1, 2, etc.) y no cumplen con el principio de exclusión de Pauli. Son ejemplos de bosones los fotones, gluones o gravitones, o sea, partículas que entrañan las fuerzas conocidas.

Mesones. Son bosones, es decir, hadrones de espín entero 0 o 1, que responden a la interacción nuclear fuerte, por lo que están hechos de quarks, de acuerdo al estado quark-antiquark.

Bariones. Están compuestos por tres quarks y sus ejemplos más representativos son el neutrón y el protón, aunque también existen otros tipos, sumamente inestables.

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Propiedades de los Quarks:

1. Carga eléctrica:

- Los quarks tienen cargas eléctricas fraccionarias, que son múltiplos de 1/3.

- La carga eléctrica de los quarks puede ser positiva o negativa.

2. Masa:

- Los quarks tienen masas diferentes, que varían desde la masa del quark up hasta la masa del quark top.

- La masa de los quarks es una propiedad fundamental que determina su comportamiento en diferentes procesos físicos.

3. Color:

- Los quarks tienen una propiedad llamada "color", que es la carga fuerte que determina cómo interactúan entre sí.

- El color es una propiedad fundamental de los quarks que les permite interactuar a través de la fuerza nuclear fuerte.

4. Sabor:

- Los quarks tienen diferentes sabores, que se refieren a sus propiedades y comportamientos únicos.

- Los seis sabores de quarks son: up, down, charm, strange, top y bottom.

5. Spin:

- Los quarks son partículas de spin 1/2, lo que significa que tienen un momento angular intrínseco.

- El spin de los quarks es importante para determinar sus propiedades y comportamientos en diferentes procesos físicos.

6. Interacciones:

- Los quarks interactúan a través de la fuerza nuclear fuerte, que es mediada por partículas llamadas gluones.

- Los quarks también interactúan a través de la fuerza electromagnética y la fuerza nuclear débil.

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Modelo de Quarks

La noción de 'cuark teórica nace del intento de clasificar a los hadrones, ahora explicados gracias al modelo de cuarks. Murray Gell-Mann y Kazuhiko Nishijima realizaron esa clasificación de manera independiente en 1964.[13]​

Los cuarks son la conclusión de los intentos para encontrar los fundamentos de la construcción de la materia. Con el triunfo de la teoría atómica en el siglo XIX se concluía que los átomos eran los componentes últimos de la materia y de ahí su nombre por ser indivisibles. Con el modelo atómico de Rutherford se demostró que el átomo no era indivisible, constaba de un núcleo y de una nube electrónica. Se demostró posteriormente que el núcleo atómico estaba conformado de protones y neutrones. Con solo cinco partículas elementales, fuera de los protones, neutrones y electrones, en la década de 1930 comenzaron a aparecer los muones de alta radiación y algunos neutrinos de forma indirecta. La confirmación de más mesones y bariones, primero en experimentos con alta radiación y luego en aceleradores de partículas, dieron la impresión de que nos enfrentábamos a un zoológico de partículas y fueron el impulso para buscar cada vez más partículas elementales.

El esquema usado por Gell-Mann para unir a las partículas era mediante su isospín y su extrañeza. Utilizó una unidad simétrica derivada del álgebra actual, que se la conoce como una aproximación de la simetría quiral de la cromodinámica cuántica (QCD). Esta es una simetría global de sabor SU(3) que no debe confundirse con la simetría gaugeana de la cromodinámica cuántica[aclaración requerida]. En este esquema, los mesones ligeros (de espín 0) y los bariones (espín −1/2) estaban agrupados juntos en octetos de simetría de sabor. Una clasificación de los bariones de espín −3/2 en una representación 10 arrojó la predicción de una nueva partícula, la Ω−. Su descubrimiento en 1964 llevó a la aceptación de este modelo. La representación 3 que faltaba fue identificada como los cuarks

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¿Existe Algo Más Pequeño Que un Quark?

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Los QUARKS y el origen de las PARTÍCULAS...

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Hay seis tipos de quarks, cada uno con una masa y una carga eléctrica diferente. Estos son:

1. Quark up (u): Tiene una carga eléctrica de +2/3 y es uno de los quarks más ligeros.

2. Quark down (d): Tiene una carga eléctrica de -1/3 y es otro de los quarks más ligeros.

3. Quark charm (c): Tiene una carga eléctrica de +2/3 y es más pesado que los quarks up y down.

4. Quark strange (s): Tiene una carga eléctrica de -1/3 y es más pesado que los quarks up y down.

5. Quark top (t): Tiene una carga eléctrica de +2/3 y es el quark más pesado de todos.

6. Quark bottom (b): Tiene una carga eléctrica de -1/3 y es más pesado que los quarks up, down, charm y strange.

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Importancia:

Los quarks son partículas que forman la materia y son esenciales para entender la estructura del universo.

Son los componentes básicos de los protones y neutrones, que a su vez forman los núcleos atómicos

Son los constituyentes fundamentales de la materia bariónica, junto con los leptones

Son los bloques que construyen el universo

Son esenciales para entender la estructura y estabilidad del universo

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Descubrimiento de los Quarks:

Durante muchas décadas se supuso que los protones, neutrones y electrones eran las partículas fundamentales de la materia, es decir, que nada podía existir más pequeño que ellas.

Sin embargo, el estudio de los llamados nucleones (neutrones y protones, habitantes del núcleo del átomo) demostraba que su tamaño era muy superior al de los electrones y que ello podía suponer que estarían conformados a su vez por algo más pequeño y simple. Los quarks vinieron a responder dicha pregunta.

Simultáneamente, fueron propuestos en 1964 por Murray Gell-Mann y George Zweig, aunque de manera totalmente independiente. Estos científicos observaron la necesidad de que los quarks existieran por la naturaleza de la interacción fuerte entre partículas del núcleo atómico.

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Datos curiosos de los Quarks:

Los quarks son partículas subatómicas elementales con características muy peculiares. Algunos datos curiosos sobre los quarks son:

Son unas de las partículas más pequeñas del universo.

Son indivisibles, no se pueden romper en piezas más pequeñas.

Poseen carga eléctrica positiva o negativa, como los protones y los electrones.

Tienen carga de color, que puede ser rojo, verde o azul.

Tienen seis sabores: arriba, abajo, extraño, encanto, cima y fondo.

Los protones están compuestos por dos quarks "arriba" y un quark "abajo".

Los neutrones están compuestos por dos quarks "abajo" y un quark "arriba".

El nombre "quark" proviene del libro Finnegan's Wake de James Joyce.

Los quarks revolucionaron la concepción de la materia, demostrando que las partículas, hasta ese momento fundamentales, en realidad no lo eran.

La carga de color de los quarks es la fuente de la fuerza fuerte que los une.

Los sabores de los quarks están relacionados con la fuerza débil responsable de la radiactividad.