Cuark abajo para niños
| Cuark abajo (d) | |
|---|---|
| Clasificación | |
| Partícula elemental | |
| Fermión | |
| Cuark | |
| Primera generación | |
| Cuark abajo | |
| Propiedades | |
| Masa: | 7,13 - 14,26 · 10−30 kg 4 - 8 MeV/c2 |
| Carga eléctrica: | − e |
| Carga de color: | Color |
| Espín: |  |
| Vida media: | Estable |
| Antipartícula: | Anticuark abajo ( ) |
| Interacciona con: | Gravedad Interacción débil Electromagnetismo Interacción fuerte |
El cuark abajo (también conocido como quark down o quark d) es una de las partículas más pequeñas que existen. Es un tipo de cuark y forma parte de la primera "generación" de estas partículas. Tiene una carga eléctrica de -⅓ (menos un tercio) de la carga elemental y un "espín" de ½. El espín es como si la partícula girara sobre sí misma. Por tener este espín, se le llama fermión. Los fermiones siguen una regla especial llamada principio de exclusión de Pauli, que dice que dos fermiones idénticos no pueden estar en el mismo lugar al mismo tiempo.
Junto con el cuark arriba y los electrones, el cuark abajo es fundamental. Estas tres partículas son estables, lo que significa que no se desintegran. Gracias a ellas, se forma toda la materia que podemos ver, ¡incluyéndonos a nosotros!
Como todos los cuarks, el cuark abajo tiene una propiedad llamada carga de color. Esta carga hace que los cuarks sientan la interacción fuerte. Esta interacción es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. Los cuarks interactúan intercambiando partículas llamadas gluones. Los cuarks abajo pueden tener carga de color roja, verde o azul. Sus antipartículas, los anticuarks abajo, tienen carga antirroja, antiverde o antiazul.
Debido a la interacción fuerte, los cuarks nunca se encuentran solos. Siempre están agrupados formando otras partículas llamadas hadrones. La mayor parte de la masa de los hadrones no viene de los cuarks mismos, sino de la energía del campo de color que los mantiene unidos. Recuerda que la energía y la masa están relacionadas por la famosa fórmula E=mc².
La idea de que existían los cuarks arriba y abajo fue propuesta por Murray Gell-Mann y George Zweig en 1964. Ellos crearon el modelo de cuarks. La primera vez que se tuvo evidencia de la existencia de los cuarks abajo fue en experimentos realizados en el SLAC (Centro del Acelerador Lineal de Stanford) en 1967.
Contenido
Historia de los Cuarks Abajo
¿Cómo se descubrieron los cuarks?
A principios del siglo XX, los científicos pensaban que partículas como los protones, neutrones y piones eran las más pequeñas. Pero a medida que se descubrían más y más de estas partículas, se dieron cuenta de que había demasiadas. Era como un "zoológico de partículas" muy grande.
Para entender cómo se relacionaban, en 1961, Murray Gell-Mann y Yuval Ne'eman propusieron un sistema para clasificarlas. Lo llamaron el "Camino Óctuple". Este sistema ayudó a organizar las partículas, pero no explicaba de qué estaban hechas realmente.
En 1964, Gell-Mann y George Zweig propusieron el modelo de cuarks. Al principio, este modelo solo incluía los cuarks arriba, abajo y extraño. Aunque el modelo de cuarks explicaba bien el "Camino Óctuple", no había pruebas directas de que los cuarks existieran.
La primera evidencia llegó en 1968 en el Centro del Acelerador Lineal de Stanford. Allí, unos experimentos mostraron que los protones tenían una estructura interna. Los datos indicaron que los protones estaban hechos de tres partículas más pequeñas. Esto confirmó que el modelo de cuarks era correcto. Al principio, algunos científicos no estaban seguros de llamar a estas partículas "cuarks", pero con el tiempo, la teoría de los cuarks fue aceptada por todos.
Masa del Cuark Abajo
¿Cuánto pesa un cuark abajo?
Aunque el cuark abajo es muy común, su masa exacta es difícil de medir. Se estima que su "masa desnuda" (su masa sin estar unido a otras partículas) está entre 4.5 y 5.3 MeV/c2. Un MeV/c2 es una unidad de masa muy pequeña que se usa en física de partículas. Cálculos más avanzados sugieren un valor de 4.79 ± 0.16 MeV/c2.
Cuando los cuarks abajo están dentro de otras partículas, como los mesones o los bariones, su "masa efectiva" (o masa "vestida") es mayor. Esto se debe a la energía de la fuerza que los mantiene unidos. Por ejemplo, la masa efectiva de los cuarks abajo dentro de un protón es de aproximadamente 300 MeV/c2. Como la masa desnuda de los cuarks abajo es tan pequeña, no se puede calcular directamente.
Partículas que Contienen Cuarks Abajo
Los cuarks abajo son componentes clave de muchas partículas. Aquí te mostramos algunas:
- Mesones: Son partículas formadas por un cuark y un anticuark.
* Los piones cargados (π±) tienen un cuark o un anticuark abajo. El pion neutro (π0) es una mezcla de ambos. * El kaón neutro (κ0) y el antikaón neutro contienen cuarks o anticuarks abajo. * Las partículas eta (η) y eta prima (η') también incluyen cuarks abajo y sus anticuarks. * Los mesones rho (ρ±) son como los piones cargados, pero con un espín diferente. * Los mesones D cargados (D±) y los mesones B neutros (B0) también contienen cuarks y anticuarks abajo.
- Bariones: Son partículas formadas por tres cuarks.
* El protón (p) está formado por un cuark abajo y el neutrón (n) por dos. * Los bariones delta positivo (Δ+), neutro (Δ0) y negativo (Δ−) tienen uno, dos y tres cuarks abajo, respectivamente. * La partícula lambda neutra (Λ0), así como las partículas lambda positiva encantada (Λ+c) y lambda neutra inferior (Λ0b) contienen un cuark abajo. * Las partículas sigma neutra (Σ0) y sigma negativa (Σ−) están formadas por uno y dos cuarks abajo, respectivamente. * Las partículas xi negativa (Ξ−) y xi neutra encantada (Ξ0c) tienen un cuark abajo. * Las antipartículas de estos bariones contienen los anticuarks abajo.
Galería de imágenes
Véase también
En inglés: Down quark Facts for Kids
- Quark
- Interacción nuclear fuerte
- Carga de color
- Gluón
- Fermión
