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Cuark arriba

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Quark arriba u
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
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El quark up, quark u o cuark arriba[1]​ es una partícula elemental que pertenece a la primera generación de cuarks. Tiene una carga eléctrica igual a +⅔ de la carga elemental[2]​ y un espín de ½, con lo cual es un fermión y cumple el principio de exclusión de Pauli. Junto con el cuark abajo y los electrones, forma toda la materia que podemos ver y de la que estamos hechos, gracias a que estas tres partículas son estables y no se desintegran o decaen más.

Como todos los cuarks, el cuark arriba tiene carga de color, y siente la interacción nuclear fuerte mediante la emisión y absorción de gluones. Los cuarks arriba tienen carga roja, verde o azul; y los anticuarks arriba tienen carga antirroja, antiverde o antiazul. Al sentir esta interacción no se encuentra a esta partícula aislada (confinamiento del color), se encuentra formando hadrones con uno o dos cuarks más. La mayoría de masa de los hadrones que se forman viene de la energía del campo de color (energía y masa son lo mismo: E=mc²), y no de los propios cuarks.

La existencia de los cuarks arriba y abajo fue postulada por Murray Gell-Mann y George Zweig en 1964, cuando desarrollaron el modelo de cuarks;[3]​ y la primera evidencia de los cuarks arriba fue en los experimentos llevados a cabo en el SLAC National Accelerator Laboratory en 1967.

Historia

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En los inicios de la física de partículas (primera mitad del siglo XX), se pensaba que los hadrones, como los protones, neutrones y piones, eran partículas elementales. Sin embargo, a medida que se descubrían nuevos hadrones, el zoológico de partículas pasó de unas pocas partículas a principios de los años treinta y cuarenta a varias decenas de ellas en los cincuenta. Las relaciones entre cada una de ellas no estuvieron claras hasta 1961, cuando Murray Gell-Mann[4]​ y Yuval Ne'eman[5]​ (independientemente el uno del otro) propusieron un esquema de clasificación de hadrones llamado Camino óctuple, o en términos más técnicos, SU(3) simetría de sabor.

Este esquema de clasificación organizaba los hadrones en múltiplos de isospínes, pero la base física que lo sustentaba aún no estaba clara. En 1964, Gell-Mann[6]​ y George Zweig[7]​[8]​ (independientemente el uno del otro) propusieron el modelo de cuarks, consistente entonces sólo en arriba, abajo, y Cuark extraños.[9]​ Sin embargo, aunque el modelo de los quarks explicaba la Vía Óctuple, no se encontraron pruebas directas de la existencia de quarks hasta 1968 en el Stanford Linear Accelerator Center.[10]​[11]​ Los experimentos de Dispersión inelástica profunda indicaron que los protones tenían subestructura, y que los protones formados por tres partículas más fundamentales explicaban los datos (confirmando así el modelo de quarks).[12]​

Al principio la gente era reacia a describir los tres cuerpos como quarks, prefiriendo en su lugar la descripción partón de Richard Feynman,[13]​[14]​[15]​ pero con el tiempo se aceptó la teoría de los quarks (véase Revolución de noviembre).[16]​

Hadrones que contienen cuarks arriba

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  • Mesones:
    • Los piones cargados (π±) tienen un cuark o un anticuark arriba, y el pion neutro (π0) una combinación lineal de ambos.
    • Los kaones cargados (K±), con un cuark o un anticuark arriba.
    • Las partículas eta (η) y eta prima (η') son combinaciones lineales que incluyen cuarks arriba y sus anticuarks.
    • Los mesones rho (ρ±) tienen la misma composición que los piones cargados pero la partícula compuesta es de spin 1 en lugar de 0.
    • El mesón D neutro (D0) y los mesones B cargados (B±) también incluyen cuarks y anticuarks arriba.
  • Bariones:
    • El protón (p) está formado por dos cuarks arriba y un cuark abajo y el neutrón (n) por uno cuark arriba y dos cuarks abajo.
    • Los bariones delta neutros (Δ0), positivos (Δ+) y doblemente positivos (Δ++) contienen uno, dos y tres cuarks arriba respectivamente.
    • La partícula lambda neutra (Λ0) tiene un cuark arriba. La partícula lambda positiva encantada (Λ+c) también.
    • Las partículas sigma neutra (Σ0) y sigma positiva (Σ+) contienen uno y dos cuarks arriba respectivamente.
    • Las partículas xi neutra (Ξ0) y xi positiva encantada (Ξ+c) contienen un cuark arriba.
    • Las antipartículas de los bariones anteriores contienen los anticuarks arriba.

Véase también

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Referencias

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  1. ↑ ASALE, RAE-. «cuark | Diccionario de la lengua española». «Diccionario de la lengua española» - Edición del Tricentenario. Consultado el 30 de enero de 2022. 
  2. ↑ «Diccionario Nuclear». Consultado el 12 de marzo de 2017. 
  3. ↑ «Discovery of the top quark». Consultado el 22 de febrero de 2017. 
  4. ↑ M. Gell-Mann (2000). «El óctuple camino: Una teoría de la simetría de la interacción fuerte». En Westview Press, ed. El camino óctuple. p. 11. ISBN 978-0-7382-0299-0. 
    Original: M. Gell-Mann (1961). «El camino óctuple: Una teoría de la simetría de la interacción fuerte». Informe del Laboratorio de Sincrotrón CTSL-20 (Instituto de Tecnología de California). 
  5. ↑ Y. Ne'eman (2000). «Derivación de las interacciones fuertes a partir de la invariancia gauge». En Westview Press, ed. El camino óctuple. ISBN 978-0-7382-0299-0. 
    Original Y. Ne'eman (1961). «Derivación de las interacciones fuertes a partir de la invariancia gauge». Física Nuclear 26 (2): 222-229. Bibcode:1961NucPh..26..222N. doi:10.1016/0029-5582(61)90134-1. 
  6. ↑ M. Gell-Mann (1964). «Un modelo esquemático de bariones y mesones». Physics Letters 8 (3): 214-215. Bibcode:1964PhL.....8..214G. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3. 
  7. ↑ . G. Zweig (1964). «Un modelo SU(3) para la simetría de interacción fuerte y su ruptura.». Cern-Th-401. 
  8. ↑ G. Zweig (1964). «Un modelo SU(3) para la simetría de interacción fuerte y su ruptura: II». Cern-Th-412. 
  9. ↑ B. Carithers, P. Grannis (1995). «Descubrimiento del quark superior». Beam Line 25 (3): 4-16. Consultado el 23 de septiembre de 2008. 
  10. ↑ Bloom, E. D.; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Miller, G.; Mo, L.; Taylor, R.; Breidenbach, M. et al. (1969). «Dispersión inelástica de alta energía e-p a 6° y 10°.». Physical Review Letters 23 (16): 930-934. Bibcode:1969PhRvL..23..930B. doi:10.1103/PhysRevLett.23.930. 
  11. ↑ M. Breidenbach; Friedman, J.; Kendall, H.; Bloom, E.; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Mo, L. et al. (1969). «Comportamiento observado de la dispersión altamente inelástica electrón-protón». Physical Review Letters 23 (16): 935-939. Bibcode:1969PhRvL..23..935B. OSTI 1444731. S2CID 2575595. doi:10.1103/PhysRevLett.23.935. 
  12. ↑ J. I. Friedman. Universidad de Hue, ed. «El camino hacia el Premio Nobel». Archivado desde el original el 25 de diciembre de 2008. Consultado el 29 de septiembre de 2008. 
  13. ↑ R. P. Feynman (1969). «Colisiones de Hadrones de Muy Alta Energía». Physical Review Letters 23 (24): 1415-1417. Bibcode:1969PhRvL..23.1415F. doi:10.1103/PhysRevLett.23.1415. 
  14. ↑ S. Kretzer; Lai, H.; Olness, Fredrick; Tung, W. (2004). «CTEQ6 Distribuciones de Partones con Efectos de Masa de Quarks Pesados». Physical Review D 69 (11): 114005. Bibcode:2004PhRvD..69k4005K. S2CID 119379329. arXiv:hep-ph/0307022. doi:10.1103/PhysRevD.69.114005. 
  15. ↑ D. J. Griffiths (1987). John Wiley & Sons, ed. Introducción a las partículas elementales. p. 42. ISBN 978-0-471-60386-3. 
  16. ↑ M. E. Peskin, D. V. Schroeder (1995). Addison-Wesley, ed. Una introducción a la teoría cuántica de campos. p. 556. ISBN 978-0-201-50397-5. 
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