¿Están relacionados los fotones y los quarks?

El quark es un modelo de la teoría de partículas, pero la materia tiene propiedades tanto de partícula como de onda. Después del modelo de quarks, también aparecieron la teoría de los dados y la teoría de cuerdas.

Aunque el modelo de quarks logró muchos éxitos en su momento, también encontró algunos problemas. Por ejemplo, la teoría de la estructura de los quarks de los bariones cree que los bariones como Ω- y Δ++ pueden estar compuestos de tres quarks idénticos. , y todos están en el estado fundamental y tienen la misma dirección de giro. La existencia de tres partículas idénticas en el mismo nivel de energía viola el principio de exclusión de Pauli. El principio de exclusión de Pauli establece que dos fermiones no pueden estar en el mismo estado. El espín de los quarks es medio entero y son fermiones. Por supuesto, no pueden violar el principio de Pauli. Pero los físicos tienen sus propios métodos. ¿No dijiste que los tres quarks son idénticos? Entonces, si les doy un número o un "color" (rojo, amarillo, azul), los tres quarks serán completamente diferentes, por lo que ya no violarán el principio de Pauli. De hecho, en 1964, Greenberg introdujo este grado de libertad de los quarks: el concepto de “color”. Por supuesto, el “color” aquí no es el color que se percibe visualmente, sino un sinónimo de un grado de libertad recientemente introducido. De manera similar a la carga de los electrones, los quarks llevan carga de color. De esta manera, cada tipo de quark tiene tres colores, y los tipos de quarks se expanden repentinamente de los 6 originales a 18. Sumando sus antipartículas, hay 36 tipos de quarks en la naturaleza y leptones (como electrones, muones, tauones y sus correspondientes neutrinos), partículas calibre (como fotones), tres bosones intermedios que transmiten la interacción débil que controla la desintegración de los quarks y leptones, y ocho que transmiten interacciones fuertes (de color). Los gluones que actúan juntos conforman el mundo. La teoría de que los quarks tienen grados de libertad de color ha sido respaldada por muchos experimentos y en la década de 1970 se convirtió en una importante teoría de interacción fuerte: la cromodinámica cuántica.

Si te preocupa que los fotones que te componen se descompongan y te transformen en un montón de partículas elementales y energía libre, entonces no tienes por qué preocuparte por esto. Diversas observaciones y experimentos han demostrado que el tiempo de estabilidad de los fotones es de al menos 10 años. Sin embargo, muchos físicos creen que si estas tres fuerzas atómicas son en realidad manifestaciones diferentes de un único campo unificado, los bosones supergrandes misteriosamente cambiantes mencionados anteriormente evolucionarían a partir de quarks de vez en cuando, haciendo que los quarks y sus fotones constituyentes declinaran.

Si inicialmente pensó que había algo mal con estos físicos, se le perdonaría, porque es lógico que sea imposible que un pequeño quark produzca un bosón tan masivamente más pesado. Pero según el principio de incertidumbre de Heisenberg, nos es imposible conocer el momento y la posición de una partícula al mismo tiempo, lo que indirectamente hace válida una proposición tan audaz. Por lo tanto, es posible crear un bosón gigante en un quark, formar un fotón en muy poco tiempo y hacer que el fotón se desintegre.