A principios del siglo xx, los físicos descubrieron que los indivisibles átomos, postulados por los químicos, podían romperse. Y resultó que poseían un diminuto núcleo que alojaba partículas, bautizadas como protones y neutrones, las cuales conferían identidad al átomo. Hoy sabemos que los verdaderos ladrillos elementales que componen esos núcleos son partículas que se denominan quarks, y el cemento que los mantiene unidos está constituido por partículas de diferente naturaleza, denominadas gluones.
QUARKS
En física de partículas, los cuarks o quarks son los fermiones elementales masivos que interactúan fuertemente formando la materia nuclear y ciertos tipos de partículas llamadas hadrones. Junto con los leptones, son los constituyentes fundamentales de la materia bariónica. Varias especies de cuarks se combinan de manera específica para formar partículas subatómicas tales como protones y neutrones. Los cuarks son las únicas partículas fundamentales que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales. Son partículas de espín 1/2, y son fermiones de Dirac por lo que sus correspondientes antipartículas existen. Hay seis tipos distintos de cuarks cada uno "portador" de un número cuántico del modelo de cuarks. Los físicos de partículas han denominado de la siguiente manera:
| Nombre | Alias (traducción) | Número cuántico |
|---|---|---|
| cuark u | up (arriba) | Isospin +1/2 |
| cuark d | down (abajo) | Isospin -1/2 |
| cuark c | charm (encantado) | encanto +1 |
| cuark s | strange (extraño) | extrañeza -1 |
| cuark t | top/truth (cima/verdad) | topness (superioridad) +1 |
| cuark b | bottom/beauty (fondo/belleza) | bottomness (inferioridad) -1 |
Los cuarks s, c, t y b son lo suficientemente masivos para decaer en otros cuarks mediando la interacción débil. Los cuarks u y d son los más estables.
Una hipótesis central, pero no comprobada, es que los cuarks no pueden observarse libres sino confinados en grupos, fenómeno llamado confinamiento de color.
Los hadrones de spin entero (bosón) se clasifican como los mesones y los de spin semientero (fermión) como bariones. Los mesones observados son consistentes con una composición de (una pareja cuark-anticuark) y los bariones como la composición de tres cuarks o anticuarks.
GLUONES
El gluon (de la voz inglesa glue 'pegamento', derivada a su vez del latín glūten a través del francés gluer 'pegar') es el bosón portador de la interacción nuclear fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales. Es análogo al intercambio de fotones en la fuerza electromagnética entre dos partículas cargadas. No posee masa ni carga eléctrica, pero sí carga de color, por lo que además de transmitir la interacción fuerte también la sufre. La teoría que postula la existencia de los gluones y describe su dinámica se denomina cromodinámica cuántica. El nombre hace alusión a "pegamento" (glue), ya que estas partículas son las que "unen" los quarks dentro de los nucleones.
Al igual que el fotón, el gluon es un bosón sin masa, con espín 1. Como los quarks, los gluones tienen carga de color, que depende del cambio de color de los quarks.
Los quarks cambian de color cuando se intercambian gluones, de tal forma que la carga de color total del sistema formado por el quark y el gluon, antes y después de la emisión o absorción es la misma.
Por ejemplo, si un quark rojo se vuelve azul al emitir un gluon, entonces es porque emite un gluon rojo-antiazul (la parte roja del gluon es el rojo que pierde el quark, y el antiazul es para anular el azul que el quark gana). El sistema tiene carga de color neta roja.
Existen asimismo 8 tipos de gluones, siendo cada uno de ellos una combinación color-anticolor. Los quarks y los gluones forman partículas compuestas con carga de color total neutra (se suele decir que las partículas compuestas son blancas).
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Autor(es): José Rodríguez Quintero es profesor de Física en la Universidad de Huelva
Editorial: RBA
Páginas: 126
Tamaño: 16 x 23,5 cm
Año: 2021
