Los átomos están compuestos por tres tipos de partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones.
De éstos, sólo los electrones son verdaderas partículas fundamentales
(no formadas por otras partículas más pequeñas).
Los protones y los neutrones están formados por las piezas de construcción más pequeñas del universo subatómico, conocidas como quarks.
quarks
Existen seis tipos diferentes de quarks, y cada uno de ellos tiene su correspondiente antipartícula llamada antiquark
. Las partículas mayores, llamadas hadrones, están formadas por la combinación de dos o tres quarks y/o antiquarks. Hay dos categorías principales de hadrones: los bariones y los mesones. Los bariones, que incluyen el protón y el neutrón, están formados por tres quarks. Los mesones son partículas de vida corta, que comprenden un quark y un antiquark.
Contenidos
Tipos de Quarks
Hay seis tipos diferentes (sabores) de quarks, cada uno caracterizado por su carga eléctrica y su masa, y pueden poseer una propiedad adicional llamada extrañeza.
Quarks Up
, down
y strange
Los tres primeros tipos de quark sugeridos por las teorías de partículas fueron los quarks up
, down
y strange
.
Se detectó evidencia indirecta de los tres en aceleradores de partículas a principio de los años 70.
El quark up
tiene carga y spin positivos; el quark down
tiene carga y spin negativos y el quark strange
tiene spin positivo, carga negativa, y además posee la propiedad de extrañeza.
Las combinaciones de estos tres quarks dan lugar a las propiedades de las partículas mayores.
Quarks Top
, bottom
y charm
El desarrollo posterior de la teoría añadió tres sabores adicionales a los quarks top,
bottom
y charm
– que sólo pueden existir a energías muy elevadas, y por lo tanto habrían desaparecido del Universo muy poco después del Big Bang.
Se encontró evidencia indirecta de los quarks charm
y bottom
en 1974 y 1977, pero el quark top
no se detectó hasta 1995, cuando dos equipos que utilizaban el acelerador Tevatron en Batavia, Illinois, USA, encontraron independientemente evidencia de una partícula con una energía enorme de 176 GeV (1,76 x 1011 electron-voltios).
Quarks y partículas mayores
El hecho de entender los quarks fundamentales ayuda a explicar las distintas propiedades de las partículas mayores que forman (los bariones y los mesones).
Los mesones de vida corta están constituidos por un quark y un antiquark, mientras que los bariones (incluyendo el protón y el neutrón) están compuestos por tres quarks.
La unión de los quarks para formar partículas mayores viene gobernada por la fuerza nuclear fuerte.
Cómo se descubrieron los quarks
La existencia de los quarks fue sugerida en primer lugar por Murray Gell-Mann y George Zweig en 1964, cuando descubrieron de forma independiente que la simetría de las propiedades de las familias de partículas bariónicas y mesónicas se podían explicar si estaban compuestas por unidades más pequeñas.
Se descubrió una simetría notable tanto para los bariones como para los mesones, con las partículas dispuestas en figuras geométricas regulares, al representar la carga eléctrica de un hadrón (+1, 0, o -1), frente a su extrañeza (también +1, 0, o -1). Este comportamiento podía ser explicado mejor si los bariones y los mesones estaban compuestos por dos o tres partículas menores, llamadas quarks.