Quarks

1. Quarks
2019
CATEDRA: INFORMATICA
ALUMNA: ELIZABETH DEL ROSARIO CORTEZ BRIZUELA

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INDICE
Contenido
INDICE........................................................................................................................................................................1
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Desarrollo................................................................................................................................................................3
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La materia está compuesta de partículas elementales, las cuales experimentan según el
tipo, diferentes fuerzas de interacción entre ellas, sea gravitacional, electromagnética, nuclear fuerte y
nuclear débil. A cada partícula le corresponde una antipartícula con diferente carga eléctrica e igual
masa.
La teoría que más se acepta de las partículas elementales es el modelo estándar en el cual
todo la materia se compone por dos familias de partículas que son los leptones y los quarks.
Todo lo que nos rodea está compuesto por átomos y estos a su vez se componen de
partículas subatómicas elementales.
Son seis quarks y seis leptones los que componen la materia. En éste informe estudiaremos
a los Quarks.

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Desarrollo
De acuerdo al informe publicado por Daniel Meza ( científico) en el año 2017,un equipo
conformado por dos físicos de las Universidades de Tel Aviv (Israel) y la Universidad de Chicago
(EEUU) anunció el descubrimiento(en noviembre de 2017) de un suceso subatómico tan poderoso que
los mismos se preguntaron si era imprudente hacerlo público. El dúo demostró, teóricamente, que dos
pequeñísimas partículas subatómicas conocidas como quarks que usualmente están adheridas unas
a otras para formar los neutrones y protones dentro de los átomos, podrían fusionarse en un evento
realmente poderoso, y atemorizante.
El resultado fue una partícula subatómica más grande, una segunda partícula restante
conocida como el nucleón, y una gran cantidad de energía desparramándose en el universo. Esta
explosión de quarks sería análoga subatómica de la fusión nuclear individual, la misma que ocurre en
los núcleos de las bombas de hidrógeno.
Cuando dos quarks fondo se fusionaron, detallaron los científicos, produjeron un enorme y
llamativo 138 MeV(mega electrovoltios) . Esto es alrededor de 8 veces más poderoso que la fusión
nuclear que ocurre en las bombas de hidrógeno (la explosión de una bomba de hidrógeno real consiste
en billones de estos eventos). Cada una de estas reacciones individuales dentro de las bombas liberan
cerca de 18 MeV, de acuerdo al Nuclear Weapon Archive, un sitio dedicado a recolectar información
sobre armas nucleares. La cifra, claro está, es bastante baja en comparación a los 138 MeV de la
fusión de los quarks. Pese a que las reacciones de fusión eran poderosas, una sola instancia de fusión
por sí misma no lo es. Las bombas de hidrógeno tienen un poder enorme que proviene de una cadena
de reacciones —la fusión en cascada de muchos núcleos, todos a la vez.
Para disparar una reacción en cadena, una bomba nuclear necesita un almacén de
partículas. Y una importante propiedad de los quarks fondo hace que sea imposible acumularse: estas
desaparecen solo un picosegundo (1 × 10–12) después de creadas, o en lo que toma a la luz viajar la
mitad de la longitud de un grano de sal. Luego de este período, ellas decaen hasta volverse partículas

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subatómicas más comunes y menos energéticas, conocidas como un quark arriba. Razón por la cual
se sigue trabajando en el laboratorio.
La experiencia realizada fue la siguiente: las partículas se vuelan en un anillo de 27
kilómetros de largo bajo el suelo y a la velocidad de la luz, antes de colisionar unos con otros. Los
científicos usan poderosas computadoras para analizar la información de estas colisiones, y partículas
extrañas emergen de estos análisis. De la colisión entre protón y protón surgió un barión doblemente
encantado, o un primo corpulento del neutrón y el protón, hecho de dos primos de los quarks fondo y
cima, conocidos como quarks encantados. Así mismo, el término Hadrones (imagen3) se utiliza para
referirse a los objetos que interactúan a través de la interacción fuerte. Estos se clasifican en dos
grupos según su número cuántico de espín: bariones (semi-entero) y mesones (entero).Los bariones
están constituido por tres quarks (qqq). Los mesones están constituidos por un quark y un antiquark
(q ̄q).
Imagen 1 Imagen 2
De acuerdo a Genaro Toledo, autor del libro ¨La materia y sus nuevas estructuras¨, los
quarks encantados son muy pesados si se comparan con los quarks arriba y abajo, los que forman
protones y neutrones (imagen 2).
Imagen 1 y 2 recuperadas de https://www.i-cpan.es/media/Poster_Particulas.pdf

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Y cuando las partículas pesadas se unen, estos convierten buena parte de su masa en
energía vinculante, y en algunos casos, producen una buena porción de energía restante que escapa
al universo. Esta fusión encantada fue la primera reacción de partículas a esta escala que por primera
vez emitió energía de esta forma
La aun mayor fusión energética de dos quarks fondo, que se vinculan con una energía de
280 MeV y arrojan 138 MeV cuando se fusionan, es la segunda reacción. Y la más poderosa de las
dos descubiertas.
Por el momento, ambas reacciones son teoría y no han sido demostradas en el laboratorio,
algo que vendría en el siguiente paso.
Como mencioné en la introducción, la materia está formada por seis quarks y leptones
(Toledo). Los primeros quarks establecidos corresponden al quark up (u) y al quark down (d) el protón
está formado por dos quarks u y un quark d (uud) y el neutrón por dos quarks d y un quark u (ddu).
Adicionales al u y d, existen los quarks: s, c, b y t (imagen4). La clasificación completa de leptones
incluye al electrón, muon y al tau con sus correspondientes neutrinos (imagen 4), ambos poseen la
misma carga que el electrón pero poseen una masa superior.
De esta manera, todos los elementos de la tabla periódica, y por ende nuestro entorno, esta
básicamente constituido por estos elementos fundamentales.
Imagen 3
Imagen 3 recuperada dehttps://www.i-cpan.es/media/Poster_Particulas.pdf

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Desde la concepción del átomo hasta la estructura del núcleo, nos hemos enriquecido con
la incorporación de más tipos de quarks, además de los quarks u y d. Es un desafío para la humanidad
seguir descubriendo nuevas partículas que expliquen el nacimiento del universo en pos de mejorar la
continuidad de la vida.

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http://scifunam.fisica.unam.mx/mir/copit/TS0011ES/Toledo.pdf
https://nmas1.org/news/2017/11/07/quarks
https://elpais.com/sociedad/2014/04/15/actualidad/1397587334_205595.html
https://www.i-cpan.es/detallePregunta.php?id=2