Un quark es una de las partículas fundamentales en la física. se unen para formar hadrones, como protones y neutrones, que son componentes de los núcleos de los átomos. El estudio de los quarks y las interacciones entre ellos a través de la fuerza fuerte se llama física de partículas.
La antipartícula de un quark es el antiquark. Los quarks y los antiquarks son las dos únicas partículas fundamentales que interactúan a través de las cuatro fuerzas fundamentales de la física : la gravitación, el electromagnetismo y las interacciones fuertes y débiles .
quarks y confinamiento
un quark exhibe confinamiento , lo que significa que los quarks no se observan de forma independiente sino siempre en combinación con otros quarks. esto hace que determinar las propiedades (masa, giro y paridad) sea imposible de medir directamente; Estos rasgos deben inferirse de las partículas compuestas de ellos.
estas medidas indican un giro no entero (ya sea +1/2 o -1/2), por lo que los quarks son fermiones y siguen el principio de exclusión de pauli .
En la fuerte interacción entre los quarks, intercambian gluones, que son bosones de calibre vectorial sin masa que llevan un par de cargas de color y anticolor. Al intercambiar gluones, el color de los quarks cambia. Esta fuerza de color es más débil cuando los quarks están muy juntos y se vuelve más fuerte a medida que se separan.
Los quarks están tan fuertemente unidos por la fuerza del color que si hay suficiente energía para separarlos, se produce un par quark-antiquark y se une con cualquier quark libre para producir un hadron. Como resultado, los quarks libres nunca se ven solos.
sabores de quarks
Hay seis sabores de quarks: arriba, abajo, extraño, encanto, abajo y arriba. El sabor del quark determina sus propiedades.
los quarks con una carga de + (2/3) e se denominan quarks de tipo ascendente , y los que tienen una carga de - (1/3) e se denominan de tipo descendente .
Hay tres generaciones de quarks, basados en pares de isospin débil positivo / negativo, débil. los quarks de primera generación son quarks arriba y abajo, los quarks de segunda generación son extraños y los quarks de encanto, los quarks de tercera generación son quarks superiores e inferiores.
Todos los quarks tienen un número bariónico (b = 1/3) y un número leptónico (l = 0). el sabor determina ciertas otras propiedades únicas, descritas en descripciones individuales.
Los quarks arriba y abajo forman protones y neutrones, vistos en el núcleo de la materia ordinaria. Son los más ligeros y más estables. Los quarks más pesados se producen en colisiones de alta energía y se descomponen rápidamente en quarks arriba y abajo. un protón se compone de dos quarks arriba y un quark abajo. un neutrón se compone de un quark up y dos quarks down.
quarks de primera generación
arriba quark (símbolo u )
- isospin débil: +1/2
- isospin ( i z ): +1/2
- carga (proporción de e ): +2/3
- masa (en mev / c 2 ): 1.5 a 4.0
quark down (símbolo d )
- isospin débil: -1/2
- isospin ( i z ): -1/2
- carga (proporción de e ): -1/3
- masa (en mev / c 2 ) : 4 a 8
quarks de segunda generación
quark encanto (símbolo c )
- isospin débil: +1/2
- encanto ( c ): 1
- carga (proporción de e ): +2/3
- masa (en mev / c 2 ): 1150 a 1350
quark extraño (símbolo s )
- isospin débil: -1/2
- Extrañeza ( s ): -1
- carga (proporción de e ): -1/3
- masa (en mev / c 2 ): 80 a 130
quarks de tercera generación
quark top (símbolo t )
- isospin débil: +1/2
- topness ( t ): 1
- carga (proporción de e ): +2/3
- masa (en mev / c 2 ): 170200 a 174800
quark bottom (símbolo b )
- isospin débil: -1/2
- fondo ( b ' ): 1
- carga (proporción de e ): -1/3
- masa (en mev / c 2 ): 4100 a 4400