Cuark

Cuark q

Un neutrón, compuesto por dos cuark abajo (d) y un cuark arriba (u). (El color asignado a cada cuark no es importante, solo lo es el que estén presentes los tres colores.)
Composición Partícula elemental
Familia Fermión
Generación 1.ª, 2.ª, 3.ª
Interacción Gravedad,
Nuclear débil,
Nuclear fuerte,
Electromagnetismo
Antipartícula Anticuark q
Teorizada Murray Gell-Mann (1964)
George Zweig (1964)
Descubierta SLAC (1968)
Tipos 6 (up (arriba), down (abajo), charm (encanto), strange (extraño), top (cima), y bottom (fondo))
Carga eléctrica +2/3 e
−1/3 e
Carga de color
Espín 1/2

En física de partículas, los cuarks[1][2]​ o quarks[3][4]​ son los fermiones elementales masivos que interactúan fuertemente formando la materia nuclear y ciertos tipos de partículas llamadas hadrones. Junto con los leptones, son los constituyentes fundamentales de la materia bariónica. Varias especies de cuarks se combinan de manera específica para formar partículas subatómicas tales como protones y neutrones.

Los cuarks son las únicas partículas fundamentales que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales. Son partículas de espín 1/2, y son fermiones de Dirac por lo que sus correspondientes antipartículas existen.

Hay seis tipos distintos de cuarks, cada uno «portador» de un número cuántico del modelo de cuarks. Los físicos de partículas[5][6]​ han denominado de la siguiente manera:

Nombre Alias (traducción) Número cuántico
cuark u up (arriba) Isospin +1/2
cuark d down (abajo) Isospin −1/2
cuark c charm (encanto) encanto +1
cuark s strange (extraño) extrañeza −1
cuark t top/truth (cima/verdad) topness (superioridad) +1
cuark b bottom/beauty (fondo/belleza) bottomness (inferioridad) −1

Los cuarks s, c, t y b son lo suficientemente masivos para decaer en otros cuarks mediando la interacción débil. Los cuarks u y d son los más estables.

Una hipótesis central, pero no comprobada, es que los cuarks no pueden observarse libres sino confinados[7]​ en grupos, fenómeno llamado confinamiento de color.

Los hadrones de spin entero (bosón) se clasifican como los mesones y los de spin semientero (fermión) como bariones. Los mesones observados son consistentes con una composición de (una pareja cuark-anticuark) y los bariones como la composición de tres cuarks o anticuarks.

Gell-Mann en 1965 y Zweig[8]​ propusieron hadrones hipotéticos compuestos por más de tres cuarks como los tetracuarks (con cuatro cuarks), pentacuarks (con cinco cuarks), y moléculas hadrónicas.[9]​ Esto sería una consecuencia directa del confinamiento del color. En el año 2003 se encontró evidencia experimental de una nueva asociación de cinco cuarks, los pentaquark,[10]​ cuya evidencia, en principio controvertida,[11]​ fue demostrada gracias al Gran Colisionador de Hadrones en julio de 2015.[12]

  1. Real Academia Española. «cuark». Diccionario de la lengua española (23.ª edición). Consultado el 8 de agosto de 2017. 
  2. «[...] con el fin de preservar la coherencia y simplicidad de nuestro sistema ortográfico, se recomienda que todos aquellos préstamos de otras lenguas (sean latinismos o extranjerismos) cuya grafía etimológica incluya una q con valor fónico independiente se adapten por completo al español sustituyendo dicha q por las grafías hoy asentadas en nuestra lengua para representar el fonema /k/. Esto supone pasar a escribir cuark, cuásar, cuórum o execuátur (y no quark, quásar, quórum o exequátur) y emplear la hispanización cuadrivio en lugar del latinismo semiadaptado quadrívium. En caso de mantener la q etimológica, estas voces deben considerarse extranjerismos o latinismos no adaptados y escribirse, por ello, en cursiva y sin tildes: quadrivium, quark, quasar, quorum o exequatur.». Citado en RAE y ASALE (2010). «§ 6.2.2.2.2 Uso de la letra q para representar el fonema /k/». Ortografía de la lengua española. Madrid: Espasa Calpe. ISBN 978-6-070-70653-0. Consultado el 8 de agosto de 2017. 
  3. Real Academia Española. «quark». Diccionario de la lengua española (23.ª edición). Consultado el 8 de agosto de 2017. 
  4. «[...] en los casos de quark, quásar, quórum y exequátur, todas ellas incorporadas al léxico del español, aunque de empleo restringido a ciertos ámbitos como el científico o el jurídico-diplomático, se aconseja acomodarlas completamente a la ortografía española escribiendo cuark, cuásar, cuórum y execuátur.». Citado en RAE y ASALE (2010). «§ 2.3 Grafías ajenas al sistema ortográfico tradicional del español». Ortografía de la lengua española. Madrid: Espasa Calpe. p. 615. ISBN 978-6-070-70653-0. 
  5. «Nota dominical: Los tres primeros quarks y la historia de sus nombres». http://francis.naukas.com/. Consultado el 13 de febrero de 2017. 
  6. «Nota dominical: El nombre de los quarks de tercera generación». http://francis.naukas.com/. Consultado el 13 de febrero de 2017. 
  7. C. Patrignani et al. (Particle Data Group). «Free Quark Searches» (PDF). http://pdg.lbl.gov/ (en inglés). Consultado el 18 de octubre de 2016. «A central but unproven hypothesis of this theory, Quantum Chromodynamics, is that quarks cannot be observed as free particles but are confined to mesons and baryons.» 
  8. collaboration, LHCb; R., Aaij,; B., Adeva,; M., Adinolfi,; A., Affolder,; Z., Ajaltouni,; S., Akar,; J., Albrecht, et al. (13 de julio de 2015). «Observation of $J/\psi p$ resonances consistent with pentaquark states in ${\Lambda_b^0\to J/\psi K^-p}$ decays». arxiv.org. doi:10.1103/PhysRevLett.115.072001. Consultado el 15 de octubre de 2016. «The prospect of hadrons with more than the minimal quark content [...] was proposed by Gell-Mann in 1964 [1] and Zweig, followed by a quantitative model for two quarks plus two antiquarks developed by Jaffe in 1976. The idea was expanded upon to include baryons composed of four quarks plus one antiquark; the name pentaquark was coined by Lipkin.» 
  9. «Moléculas Hadrónicas | Instituto de Física Corpuscular». webific.ific.uv.es. Consultado el 15 de octubre de 2016. 
  10. The SAPHIR Collaboration, J. Barth, et al.. «Evidence for the positive-strangeness pentaquark» (en inglés). Consultado el 8 de enero de 2008. 
  11. Sonia Kabana. «Review of the experimental evidence on pentaquarks and critical discussion» (en inglés). Consultado el 8 de enero de 2008. 
  12. Paul Rincon. «Large Hadron Collider discovers new pentaquark particle» (en inglés). Consultado el 14 de julio de 2015.