¿Cuál es la cosa más pequeña del universo?
Las partículas más pequeñas descubiertas hasta ahora deberían ser quarks
En la década de 1960, los físicos estadounidenses Murray Gell-Mann y G. Zweig propusieron cada uno de forma independiente que los hadrones, como los neutrones y los protones, están compuestos de más unidades básicas: los quarks, que muchos físicos chinos llaman "estratones".
(Un protón y un antiprotón chocan a alta energía, produciendo un par de quarks casi libres.)
En 1964, el físico estadounidense Murray Gell-Mann y G. Zweig propusieron cada uno de forma independiente que los hadrones como los neutrones y los protones están compuestos de una unidad más básica: el quark. Tienen una carga fraccionaria, 2/3 o -1/3 veces la carga base, y un giro de 1/2.
Todos los neutrones están compuestos por tres quarks, y los antineutrones están compuestos por tres antiquarks correspondientes, como los protones y los neutrones. Los protones están formados por dos quarks arriba y un quark abajo, y los neutrones están formados por dos quarks abajo y un quark arriba.
El valor de carga de un quark es una fracción: de 1 a 3 veces o de 2 a 3 veces la carga básica, según el gusto. La carga de los quarks up, charm y top (estos tres tipos se denominan "quarks up") es 2,3, mientras que las cargas de los quarks down, extraños y bottom (estos tres tipos se denominan "quarks down") son ?1,3. Un antiquark tiene la carga opuesta a su correspondiente quark; el antiquark up tiene una carga de ?2?3, mientras que el antiquark down tiene una carga de 1?3. Dado que la carga de un hadrón es la suma de las cargas de los quarks que lo componen, todos los hadrones tienen una carga entera: una combinación de tres quarks (bariones), tres antiquarks (antibariones) o un quark y un antiquark (Mesón), el El valor del cargo añadido es un número entero. Por ejemplo, los hadrones, neutrones y protones que forman el núcleo atómico tienen cargas de 0 y 1 respectivamente; el neutrón está compuesto por dos quarks down y un quark up, mientras que el protón está compuesto por dos quarks up y un quark down.
Spin El giro es una característica intrínseca de las partículas elementales, y su dirección es un grado de libertad importante. Cuando se visualiza, a veces se lo ve como un objeto que gira alrededor de su propio eje (de ahí el nombre "giro"), pero dado que los científicos creen que las partículas elementales deberían ser partículas puntuales, esta visión es algo engañosa.
El giro se puede representar mediante un vector y su longitud se puede medir mediante la constante de Planck reducida. Cuando se mide un quark, la componente vectorial del espín se mide en cualquier eje y el resultado es ?/2 o ?/2, por lo tanto, el quark es una partícula de espín 1?2; El componente de rotación a lo largo de un determinado eje (convencionalmente el eje z) generalmente se representa mediante la flecha hacia arriba ↑ para representar 1?2, y la flecha hacia abajo ↓ para representar?1?2, y luego se agrega un símbolo de sabor al final. . Por ejemplo, un quark up con espín 1-2 se puede escribir como u ↑.
Interacción débil Los quarks solo pueden transformarse de un sabor a otro mediante interacción débil, que es una de las cuatro interacciones básicas en la física de partículas. Cualquier quark de tipo up (quarks up, charm y top) se puede convertir en un quark de tipo down (quarks down, odd y bottom) absorbiendo o liberando un bosón W, y viceversa. Este mecanismo de cambio de sabor es lo que causa la desintegración beta, un proceso radiactivo en el que un neutrón (n) se "divide" en un protón (p), un electrón (e) y un neutrino antielectrónico (νe) (ver imagen a la derecha). ). Cuando se produce la desintegración beta, el quark inferior del neutrón (udd) se desintegra en un quark superior después de liberar un bosón W virtual, y el neutrón se convierte en un protón (uud). Luego, el bosón W se desintegra en un electrón y un neutrino antielectrónico.
Masa Cuando nos referimos a la masa de los quarks, es necesario utilizar dos palabras: una es "masa neta del quark", que es la masa del quark en sí, la otra es "masa del quark de grupo", que es la masa del quark en sí; es la masa neta del quark más la masa del campo de gluones que lo rodea. Los valores numéricos de estas dos masas son generalmente muy diferentes. La mayor parte de la masa de un hadrón pertenece a los gluones que unen a los quarks, no a los quarks mismos. Aunque los gluones tienen masa intrínseca cero, poseen energía (más precisamente, energía de enlace cromodinámica cuántica (QCBE)) que les da tanta masa a los hadrones (ver Masa en Relatividad Especial).
Por ejemplo, la masa de un protón es de aproximadamente 938 MeV/C2, y los tres quarks de valencia tienen sólo aproximadamente 11 MeV/c2; la mayor parte de la masa restante se puede atribuir al QCBE de los gluones;
Por cierto, ¿sabes sobre partículas? No sé cómo buscar en línea
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