Quark

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Quarks
Les tres boles acolorides (simbolitzant quarks) connectades per ones (simbolitzant gluons), tot dintre un cercle gris (simbolitzant un protó). Els colors de les boles són el vermell, el verd i el blau, en relació a les càrregues de color dels quarks. Les boles vermella i blava estan etiquetades com a "u" (quark amunt) i la verda com a "d" (quark avall).
Un protó, compost de dos quarks amunt i un quark avall. (L'assignació de colors dels quarks individuals no és important, però sí que tots tres hi han de ser presents.)
Composició Partícula elemental
Estadística Fermiònica
Generació 1a, 2a, 3a
Interaccions Electromagnètica, gravitatòria, forta, feble
Símbol q
Antipartícula Antiquark (q)
Teorització Murray Gell-Mann (1964)
George Zweig (1964)
Descoberta SLAC (~1968)
Tipus 6 (amunt, avall, estrany, encant, fons i cim)
Càrrega elèctrica +23 e, −13 e
Càrrega de color
Espín 12
Nombre bariònic 13
Taula de partícules elementals del model estàndard de física de partícules (hi manca el bosó de Higgs).
Esquema d'un neutró format per un quark amunt (u) i dos quarks avall (d), units per la força nuclear forta.
Un pió positiu (π+) és una partícula formada per un quark amunt (u) i un antiquark avall (\overline{d}) units per la força nuclear forta.

En física de partícules, els quarks són un tipus de partícula elemental, i un component fonamental de la matèria. Es caracteritzen per tenir una càrrega elèctrica fraccionària (+2/3, o -1/3; -2/3, o +1/3 els antiquarks) així com la càrrega de color, és a dir, la magnitud activa en la força nuclear forta. Tots els quarks tenen un espín de ћ/2.

Els quarks estan sotmesos a les forces gravitatòria, electromagnètica, nuclear feble i nuclear forta. Actualment hom pensa que existeixen sis tipus, anomenats sabors, de quarks diferents: amunt, avall, estrany, encantat, fons i cim, més els seus respectius antiquarks.

Els quarks formen, en grups de tres, els neutrons i els protons. També es poden agrupar per parelles, formant mesons, o en grups més nombrosos per a formar altres tipus de partícules. La matèria ordinària està formada per quarks i leptons.

Etimologia[modifica | modifica el codi]

Segons Markus Thoma Murray Gell-Mann (Premi Nobel de 1969 hauria creat la paraula quark fent referència a uns versos de James Joyce (1882-1941), inclosos a la novel·la Finnegans Wake, on es pot llegir: "Three quarks for Muster Mark". El significat d'aquesta paraula no està gens clar. Joyce podria haver convertit "quart" (un quart de litre de cervesa), en "quark", per la seva semblança fonètica, però també es podria tractar de "squawk", que significa "grall", o podria fer referència al formatge untable en porcions triangulars, que ha inspirat també les fitxes del Trivial Pursuit. Mentre Richard Feynman proposà "parton" al·ludint a Dolly Parton, la cantant de Country.[1]

Classificació[modifica | modifica el codi]

Les sis classes de quarks (i les sis d'antiquarks) es poden dividir en tres generacions:

  • primera generació, formada pels quarks amunt (u, de l'anglès "up"), avall (d, de l'anglès "down"). Són els integrants del protó (uud), i del neutró (udd), i d'altres hadrons. El protó és format per dos quarks u i un quark d, mentre que el neutró es constitueix de dos quarks d i un quark u. Aquests últims quarks s'anomenen quarks de valència. A banda d'aquestes combinacions típiques de tres quarks (anomenades barions), n'hi ha combinacions de dos quarks (mesons) i de cinc (pentaquarks).
  • segona generació, formada per els quarks encantats (c de l'anglès "charm"), estrany (s de l'anglès "strange").
  • tercera generació, formada pel quark cim (t de "top", o "truth"), i el quark fons (b de "bottom", o "beauty").

Els quarks tenen les següents característiques:

Aroma del quark Massa (MeV/c2) Càrrega elèctrica Càrrega de color Spin B Estranyesa Encant Bellesa Veritat
Quark amunt o, en anglès, up, (u) de 1,5 a 4 Nota 1 2e/3 color Nota 2 1/2 1/3 0 0 0 0
Quark avall o down (d) de 4 a 8 Nota 1 -e/3 color Nota 2 1/2 1/3 0 0 0 0
Quark estrany, strange (s) de 80 a 130 -e/3 color Nota 2 1/2 1/3 -1 0 0 0
Quark encantat, charm (c) de 1.150 a 1.350 2e/3 color Nota 2 1/2 1/3 0 +1 0 0
Quark bellesa o fons, bottom (b) de 4.100 a 4.400 -e/3 color Nota 2 1/2 1/3 0 0 -1 0
Quark veritat o cim, top (t) uns 174.300 ± 5.100 2e/3 color Nota 2 1/2 1/3 0 0 0 +1
Masses de tots els quarks, sent comparades amb boles de volums proporcionals. S'hi mostren un protó i un electró (roig) a la cantonada esquerra inferior, per a tenir unes mides de referència

Nota 1: Les masses són estimades i en repòs. Les estimacions de les masses dels quarks u i d són objecte de controvèrsia i encara s'investiguen. Hi ha autors que suggereixen que el quark u podria essencialment no tenir massa.

Nota 2: Cada un dels quarks pot estar en tres estats de color diferents: blau, verd o vermell. Cap d'ells pot estar carregat amb un anticolor.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Thoma, Markus. «¿Existen estrellas de quarks?». Falta indicar la publicació, Octubre 2007. Investigación y Ciencia.