Los quarks, de forma sencilla y fácilmente entendible a nivel de 4 de la eso

1. Quarks
Inés Pérez Molano

2. Introducción

3. Vídeo
introductorio

4. ¿Qué son las
partículas
elementales?

5. Partículas elementales
Las partículas elementales son los constituyentes elementales de la materia que se
cree que no tienen estructura interna (que no están formadas por otras partículas). En
un principio se usó para referirse a las partículas subatómicas (protones, neutrones,
electrones…) pero, en la actualidad se dividen en dos grupos básicos.
-Fermiones: que son los leptones y los quarks.
-Bosones: el bosón de gauge

6. ¿Qué son los
quarks?

7. Definición.
Un quark es una partícula elemental, cuya existencia no se da nunca de forma
aislada sino que siempre está asociado a otro quark (o antiquark)
La combinación de las distintas clases de quarks permiten la conformación de
otras partículas subatómicas, como los neutrones y los protones.
Los quarks son las únicas partículas que interactúan con las 4 fuerzas
fundamentales (interacción nuclear débil, interacción nuclear fuerte, interacción
electromagnética e interacción gravitatoria)

8. Sabores de quarks
Hay seis tipos de sabores de quarks:
➢up (arriba)
➢down (abajo)
➢charm (encanto)
➢strange (extraño)
➢top (cima)
➢bottom (fondo).

9. Creación de los sabores
Según la teoría, los seis sabores se crearon poco después del Big Bang. Solo los
quarks arriba y abajo, que forman los protones y los neutrones sobreviven en la
naturaleza. Aunque los otros sabores de quarks desaparecieron en el universo
observable, los científicos han sido capaces de crearlos mediante colisiones de
muy alta energía en aceleradores de partículas.

10. Colores.
Además de los sabores, dentro del mundo de los quarks existen colores. Cada sabor
se da en tres colores: rojo, verde y azul. Y los antiquarks se dan en colores
complementarios: cian, magenta y amarillo. La regla del arte de los quarks es que
cualquier combinación debe dar blanco, bien por combinación de tres colores
primarios, o por la combinación de un color complementario.

11. Antiquarks
Es la antipartícula (todas las partículas tienen una antipartícula que tiene
la misma masa, el mismo espín, pero distinta carga) que corresponde a
un quark. El número de tipos de quarks y antiquarks en la materia es el
mismo. Se representan con los mismos símbolos que aquellos, pero con
una barra encima de la letra correspondiente.

12. Propiedades de los
quarks

13. Propiedades
Los quarks no se encuentran como partículas aisladas en la naturaleza, sino que
se agrupan y forman hadrones:
-Mesones: formados por quarks y antiquarks.
-Bariones: formados por tres quarks (como los neutrones, protones…). Las
partículas elementales se dividen a su vez en dos grupos: fermiones y bosones.

16. Carga.
Los quarks tienen carga -⅓ o +⅔; por eso las partículas compuestas tienen carga
entera. Por el momento se desconoce por qué la suma de las cargas de los
quarks en un protón se corresponde exactamente a la del electrón, un leptón, con
signo opuesto.

17. Masa.
La masa de los quarks es complicada de determinar con exactitud ya que no se
encuentran de forma aislada. Como resultado, la noción de la masa de un quark
es una construcción teórica que tiene sentido sólo cuando se especifica
exactamente que se usará para definirla.

18. Isospín débil.
El valor de esta propiedad para los quarks es de 1/2, y su signo depende de qué
tipo de quark es. Para los quarks tipo u (u, c y t) es de +1/2, mientras que para los
otros, llamados quarks tipo d (d, s, b), es de -1/2. De acuerdo con el isospín débil,
un quark tipo u deberá desintegrarse para obtener un quark tipo d y viceversa. No
se admiten desintegraciones entre quarks del mismo tipo.

19. Descubrimiento
experimental

20. Descubrimiento experimental.
Los quarks se descubrieron tras una serie de experimentos en la SLAC, que es una
acelerador de partículas lineal donde las partículas como los electrones pueden conseguir
la energía suficiente para traspasar los nucleones. El objetivo era estudiar la dispersión
electrón-protón y ver la distribución de carga en el protón. Estos experimentos eran muy
parecidos a los que llevó a cabo Rutherford para confirmar la existencia del núcleo atómico.
Entre las hipótesis que derivaron de los resultados obtenidos, la más especulativa de todas
era era considerar al protón compuesto por partículas puntuales cargadas y con espín ½.
Más adelante, los experimentos en el CERN confirma la existencia de dicha partícula.

21. Murray Gell-
Mann
Three quarks for Muster Mark!
Sure he has not got much of a bark
And sure any he has it's all beside the mark.

22. Teoría de Gell-Mann
La teoría de Gell-Mann aportó orden al caos que surgió al descubrirse cerca de
100 partículas en el interior del núcleo atómico. Esas partículas, además de los
protones y neutrones, estaban formadas por otras partículas elementales
llamadas quarks. Los quarks se mantienen unidos gracias al intercambio de
gluones. Junto con otros investigadores construyó la teoría cuántica de quarks y
gluones, llamada cromodinámica cuántica.

23. ¿Subestructura?

24. Preones
Nuevas extensiones del modelo estándar de la física de partículas apuntan que
los quarks podrían estar formados por subestructuras. Esto asumiría que las
partículas elementales están a su vez compuestas por otras. De momento son tan
solo hipótesis y a las posibles subestructuras de los quarks se le denominan
preones.