Cuark arriba para niños
Datos para niños Quark arriba u |
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|---|---|---|
| Clasificación | Partícula elemental | |
| Familia | Fermión | |
| Grupo | Quark | |
| Generación | Primera | |
| Interacción | Gravedad, electromagnetismo, interacción nuclear fuerte, interacción nuclear débil | |
| Antipartícula | Antiquark arriba u | |
| Masa | 2,16±0,07 MeV/c2 | |
| Carga eléctrica | +2/3 e | |
| Espín | 1/2 | |
| Número leptónico | 0 | |
| Número bariónico | 1/3 | |
| Isospín débil | +1/2 | |
| Hipercarga débil | +1/6 | |
El quark arriba (también conocido como quark u o cuark arriba) es una partícula elemental muy pequeña. Pertenece a la primera generación de quarks. Tiene una carga eléctrica de +⅔ de la carga elemental y un espín de ½. Esto lo convierte en un fermión, lo que significa que sigue el principio de exclusión de Pauli.
Junto con el quark abajo y los electrones, el quark arriba forma toda la materia que podemos ver. Esto incluye todo lo que nos rodea y a nosotros mismos. Estas tres partículas son muy estables y no se desintegran fácilmente.
Como todos los quarks, el quark arriba tiene una propiedad llamada carga de color. Esta carga hace que sienta la interacción nuclear fuerte. Esta interacción ocurre mediante el intercambio de otras partículas llamadas gluones. Los quarks arriba pueden tener carga de color roja, verde o azul. Sus antipartículas, los antiquarks arriba, tienen carga antirroja, antiverde o antiazul.
Debido a esta interacción fuerte, los quarks arriba nunca se encuentran solos. Siempre están unidos formando hadrones con uno o dos quarks más. La mayor parte de la masa de los hadrones proviene de la energía del campo de color. Esto se debe a que la energía y la masa están relacionadas por la famosa fórmula E=mc².
La idea de los quarks arriba y abajo fue propuesta por Murray Gell-Mann y George Zweig en 1964. Ellos desarrollaron el modelo de quarks. La primera prueba de la existencia de los quarks arriba se obtuvo en experimentos en el SLAC National Accelerator Laboratory en 1967.
Contenido
¿Cómo se descubrieron los quarks?
Los inicios de la física de partículas
A principios del siglo XX, los científicos pensaban que partículas como los protones, neutrones y piones eran las partículas más pequeñas. Sin embargo, a medida que se descubrían más y más hadrones, la lista de partículas creció mucho. A principios de los años 30 y 40 había solo unas pocas, pero en los 50 ya eran decenas.
El Camino Óctuple y el modelo de quarks
Las relaciones entre estas partículas no estaban claras hasta 1961. En ese año, Murray Gell-Mann y Yuval Ne'eman propusieron un sistema para clasificar los hadrones. Lo llamaron el "Camino Óctuple". Este sistema organizaba los hadrones en grupos, pero no explicaba por qué se agrupaban así.
En 1964, Gell-Mann y George Zweig propusieron el modelo de quarks. Este modelo decía que los hadrones estaban hechos de partículas aún más pequeñas: los quarks. Al principio, solo se conocían los quarks arriba, abajo y extraño.
La evidencia experimental
Aunque el modelo de quarks explicaba muchas cosas, no hubo pruebas directas de su existencia hasta 1968. Esto ocurrió en el Stanford Linear Accelerator Center. Los experimentos mostraron que los protones tenían una estructura interna. Estaban formados por tres partículas más fundamentales, lo que confirmó el modelo de quarks.
Al principio, algunos científicos preferían llamar a estas partículas "partones", como las llamó Richard Feynman. Pero con el tiempo, la teoría de los quarks fue aceptada por completo.
¿Qué partículas contienen quarks arriba?
Los quarks arriba son componentes esenciales de muchas partículas subatómicas. Aquí te mostramos algunos ejemplos:
Mesones con quarks arriba
Los mesones son partículas formadas por un quark y un antiquark.
- Los piones cargados (π±) tienen un quark arriba o un antiquark arriba. El pión neutro (π0) es una mezcla de ambos.
- Los kaones cargados (K±) también contienen un quark o un antiquark arriba.
- Las partículas eta (η) y eta prima (η') son combinaciones que incluyen quarks arriba y sus antiquarks.
- Los mesones rho (ρ±) tienen la misma composición que los piones cargados, pero su espín es diferente.
- El mesón D neutro (D0) y los mesones B cargados (B±) también contienen quarks y antiquarks arriba.
Bariones con quarks arriba
Los bariones son partículas formadas por tres quarks.
- El protón (p) está hecho de dos quarks arriba y un quark abajo.
- El neutrón (n) está formado por un quark arriba y dos quarks abajo.
- Los bariones delta (Δ0, Δ+, Δ++) contienen uno, dos y tres quarks arriba, respectivamente.
- La partícula lambda neutra (Λ0) tiene un quark arriba. La partícula lambda positiva encantada (Λ+c) también.
- Las partículas sigma neutra (Σ0) y sigma positiva (Σ+) contienen uno y dos quarks arriba, respectivamente.
- Las partículas xi neutra (Ξ0) y xi positiva encantada (Ξ+c) contienen un quark arriba.
- Las antipartículas de estos bariones contienen los antiquarks arriba.
Véase también
En inglés: Up quark Facts for Kids
