Los Quarks

Una de las partículas elementales que ha tenido mayor avance  significativo es el modelo de los quarks, descubierto por Gell –Mann y G. Zweig, en 1963, según el cual todos los hadrones están formados por combinaciones de  dos o tres partículas elementales llamadas quarks.

Según Moreira (2012) “Las partículas que tienen estructura interna se llaman hadrones (viene del griego, de hadros que significa masivo, recio, fuerte). Esa estructura interna está  constituida por  quarks. Hay dos tipos de hadrones: los  bariones, formados por tres quarks o tres antiquarks, y los mesones, formados por un quark y un antiquark. Protones y neutrones son ejemplos de bariones.”

Los cuarks, o quarks, junto con los leptones, son los constituyentes fundamentales de la materia. Varias especies de quarks se combinan de manera específica para formar partículas tales como protones y neutrones.

Los quarks son las únicas partículas fundamentales que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales. Son partículas parecidas a los gluones en peso y tamaño, esto se asimila en la fuerza de cohesión que estas partículas ejercen sobre ellas mismas. Son partículas de espín 1/2, por lo que son fermiones. Forman, junto a los leptones, la materia visible.

Los quarks no se encuentran libres en la naturaleza sino que se agrupan formando hadrones. Éstos se dividen en dos tipos:

·         Mesones: formados por un quark y un antiquark (piones, kaones)

·         Bariones: formados por tres quarks (protones, neutrones)

Existen 6 tipos de quarks, cada uno con su sabor, su carga, su isospín débil y su masa (entre las propiedades más importantes). Una lista de estas propiedades para cada quark sería la que se presenta en el siguiente cuadro:

Nombre	Símbolo	Generación	Isospín débil	Sabor	Carga	Masa
arriba (up)	u	1	+½	Iz=+½	+⅔	1,5 – 4,0
abajo (down)	d	1	-½	Iz=-½	-⅓	4 – 8
extraño (strange)	s	2	-½	S=-1	-⅓	80 – 130
encantado (charm)	c	2	+½	C=1	+⅔	1150 – 1350
fondo (bottom)	b	3	-½	B'=-1	-⅓	4100 – 4400
cima (top)	t	3	+½	T=1	+⅔	170900 ± 1800

Según Tipler & Mosca, (2010) “Una propiedad excepcional de los quarks es que transportan cargas electrónicas fraccionarias. La carga del quarks  u es + 2/3e y la de los d y s es -1/3e. Cada quarks tiene un espín ½ y un número bariónico 1/3. La extrañeza de los quarks u y d es 0 y la del quarks s es de -1. Cada quarks tiene un antiquarks de carga electrónica, número barónico y extrañeza  de signos opuestos.”

SegúnTorres (2007) “Por medio de experimentos de colisiones entre partículas elementales se ha podido determinar que el protón y el neutrón no son partículas simples (sin partes). Por el contrario, dentro del protón hay partes con sus propiedades individuales que se suman para formar las características visibles del protón. Estas partes que forman al protón se llaman quarks. Los quarks son partículas elementales, que no solamente forman al protón, sino a toda una serie de familias de otras partículas. Combinaciones de tres quarks forman los bariones (como el protón) y combinaciones de un quark y un anti-quark forman la familia de los mesones. Los quarks sienten la fuerza nuclear fuerte, pero no se encuentran libres en la naturaleza.”

Según Sears et al. (2005) “Cada quark se presenta en tres variedades, caprichosamente llamadas colores. Los nombres frecuentes son: rojo, verde y azul”.