En la actualidad se conoce que los quarks son partículas elementales, constituyentes de la materia, dado que no poseen estructura interna. Estas partículas tienen carga eléctrica fraccionaria, (+ 2/3) e para algunos tipos y (- 1/3) e para otros, y a demás no se encuentran aislados en la naturaleza, por el contrario, se confinan formando grupos llamados Hadrones, que dependiendo del número y las partículas que los compones, se dividen en dos tipos:
Mesones: formados por un Quark y un antiquark.
Bariones: formados por tres Quarks.
Figura 2. Composición de los Hadrones.
Con el modelo de los quarks, propuesto por Gell-Mann y G. Zweig en 1963, donde propusieron que los hadrones están compuestos por combinaciones de dos a tres partículas elementales llamados quarks, se dio a conocer la existencia de tres tipos de quarks: el quark up (u), el quark down (d) y el quark extraño (s). Los quarks u y d serían suficientes para construir la materia común, donde el protón estaría compuesto por dos quarks u y un quark d y el neutrón se constituiría de un quark u y dos quarks d. El cuarto quark fue propuesto para incluir el número cuántico de la extrañeza, mismo que pudo explicar la razón de por qué ciertas partículas creadas en colisiones provocadas en aceleradores de alta energía, como parte de los procesos experimentales, descubriendo que estos tendrían la extraña propiedad de existir durante períodos de tiempo más largos que los previstos teóricamente. En este caso que la carga del protón continuaría siendo +e, pues el quark u tendría carga +2/3e y el quark tendría carga -1/3e (luego, 2/3e +2/3e -1/3e = +e, carga del protón), mientras que el neutrón continuaría desprovisto de carga (2/3e - 1/3e - 1/3e = 0). (Tripler y Mosca, 2017)
Actualmente, de acuerdo a Escobar (s.f), existen seis tipos de quarks (con los correspondientes antiquarks) que los físicos de partículas han denominado de manera arbitraria, y se muestran seguidamente, con las respectivas fechas en que fueron descubiertos:
- Quark up (arriba) o simplemente u ---> carga eléctrica +⅔ y descubierto en el año 1964.
- Quark down (abajo) o simplemente d ---> carga eléctrica -⅓ y descubierto en el año 1968.
- Quark charm (encantado) o simplemente c ---> carga eléctrica +⅔ y descubierto en el año 1971.
- Quark strange (extraño) o simplemente s ---> carga eléctrica -⅓ y descubierto en el año 1964.
- Quark top (cima) o simplemente t ---> carga eléctrica +⅔ y descubierto en el año 1995.
- Quark bottom (fondo) o simplemente b ---> carga eléctrica -⅓ y descubierto en el año 1995.
La siguiente tabla resume todas las propiedades de los quarks y los antiquarks.
La siguiente tabla resume todas las propiedades de los quarks y los antiquarks.
Tabla 1. Propiedades de los quarks y antiquarks
Fuente. https://es.wikipedia.org/wiki/Quark
Fuente. https://es.wikipedia.org/wiki/Quark
A continuación se muestra una simulación del experimento de dispersión de Rutherford, que es análogo al de dispersión profundamente inelástica, mismos que pusieron en evidencia la existencia de los quarks dentro de un núcleo.
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En el siguiente vídeo se da una explicación de lo que son los quarks y de como se agrupan para formar parte de los protones y neutrones.
Se sugiere examinar el siguiente enlace para conocer más acerca de los quarks:
https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/7940/9-espectaculares-datos-para-saber-todo-sobre-los-quarks-y-volar-tu-mente-con-la-fisica-de-parti