Adiós al padre de los quarks

Publicado en el blog de Martín Monteiro .
Léelo completo en su sitio: http://fisicamartin.blogspot.com/2019/05/adios-al-padre-de-los-quarks.html

Murray Gell-Mann (15 de setiembre de 1929 – 24 de mayo de 2019), fue uno de los físicos teóricos más brillantes del siglo XX.
Entre muchos aportes científicos se hizo mundialmente célebre por haber sido quien propuso la existencia de los quarks, los constituyentes básicos de cientos de partículas subatómicas conocidas como hadrones, entre las que se cuentan los protones y neutrones, los elementos básicos de los núcleos de cada átomo del universo.
Este aporte genial, piedra fundamental del Modelo estándar de la física de partículas y de la cromodinámica cuántica en particular, le valió el premio Nobel de Física en 1969.


En su artículo seminal, “A schematic model of baryons and mesons,” publicado en Physics Letters en 1964, Gell-Mann menciona por primera vez los tripletes de “quarks”, como parte de su modelo para explicar la estructura de los bariones y mesones. Al final del artículo revela que el origen de la palabra quarks se encuentra en la página 383 del libro Finnegans Wake, de James Joyce, en la frase: “Three quarks for Muster Mark”.

Cabecera del artículo de 1964, donde se puede apreciar la primera mención a los quarks, en “the triplets as ‘quarks'”

Los quarks son partículas que tienen carga eléctrica fraccionaria (+-1/3 o +-2/3), que nunca han sido observadas en forma libre. Siempre aparecen confinados junto a otros quarks. Todas las partículas subatómicas formadas por quarks se denominan de forma genérica, Hadrones.
Los hadrones con número impar de quarks se denominan bariones, mientras que los hadrones con número par de quarks se denominan mesones. Ejemplos de bariones son el protón y el neutrón. Ejemplos de mesones son el pión y el kaón.
Los quarks tienen su propiedad más característica en un número cuántico denominado “carga de color” o simplemente “color” (que por supuesto no tiene nada que ver con los colores). Esta propiedad es un componente clave de la fuerza que mantiene unidos a los quarks, la interacción fuerte, un elemento clave de la cromodinámica cuántica que explica y predice el comportamiento de los quarks y de todas las partículas formadas por quarks (o sea, los hadrones).
Existen seis tipos de quarks identificados como u, d, c, s, b y t. Los quarks u (up, arriba) y d (down, abajo), son los constituyentes de protones (p) y neutrones (n), de este modo: p = uud, n = udd.
Como el quark u tiene carga eléctrica +2/3, mientras que el quark d tiene carga eléctrica -1/3, resulta que el protón tiene carga eléctrica +2/3+2/3-1/3 = +1. Mientras que el neutrón tiene carga eléctrica +2/3-1/3-1/3 = 0.

Referencia:

Murray Gell-Mann,
“A schematic model of baryons and mesons”
Physics Letters, Vol. 8, February 1, 1964, p. 214.

Partículas integrantes del Modelo Estándar.
Son los “ladrillos” básicos con los que se construye toda la materia conocida.

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