Los quarks.
A comienzos del siglo XX los fsicos pensaban que haban dos tipos
de interacciones : las gravitacionales que gobiernan la interaccin
entre masas y las interacciones elctricas, gobernadas por la carga
elctrica. Hoy da se reconocen dos interacciones adicionales: la
interaccin dbil , responsable de los decaimientos radioactivos de
ciertos ncleos y las interacciones fuertes que explican como se
mantienen juntos los protones dentro del ncleo, no obstante la
enorme fuerza de repulsin elctrica.
Despus de la segunda guerra mundial la tecnologa de los
aceleradores de partculas experiment un gran desarrollo que permiti
tener haces de partculas cargadas cuyas velocidades alcanzaron
valores que llegaron a valores cercanos a la velocidad de la luz en
el espacio vaco. Como resultado de esos experimentos se descubri
que partculas , como el protn, que antes se consideraban
indivisibles parecan estar formadas de otros unidades an ms
pequeas.
En lo que se denomina Modelo Standard de fsica de partculas ,
las partculas fundamentales que interactan de acuerdo a la
interaccin fuerte son los quarks. Estas partculas tienen cargas que
son iguales a 1/3 o 2/3 el tamao de la carga de un electrn y la
interaccin entre ellos la llevan a cabo por otras partculas
elctricamente neutras llamadas gluones.
Los quarks existen en seis variedades denominadas con los
nombres de up(u), down (d) top (t), bottom (b), strange (s) y charm
(c) ; junto con ellos existen las correspondientes antipartculas
(antiquarks): que se denotan con las mismas letras pero, con una
barrita sobre la letra. Los protones y neutrones que conforman los
ncleos estn conformados por quarks del tipo up y down. Dado que es
necesario tener palabras que describan la situacin, se les di el
nombre de sabores a las caractersticas u,d,t,b,s y c ( en ingls
flavors). Cada tipo de quark lleva uno de los tres tipos de
interacciones fuertes que se requieren para que opere el modelo
standard. Esasinteracciones fuertes reciben el nombre de cargas de
colores, debido a que las reglas que se utilizan para formar
partculas hace recordar el espectro visible de colores. Estas
cargas de colores se conocen como rojas, verdes y azules. Por otra
parte, los antiquarks llevan interaciones cuyos colores son los
complementarios de los anteriores: rojo-cian; verde-magenta y
azul-amarillo. (En el anlisis de colores del espectro visible, la
combinacin de un par de colores complementarios dan lugar a un
color neutro, que puede ser blanco, gris o negro).
Quarks coloreados y partculas neutras.
La teora que describe la interaccin de quarks y gluones recibe
el nombre de cromodinmica cuntica (conocida como QCD, por su
abreviacin en ingls). De acuerdo con QCD las partculas que se
observan en la naturaleza deben estar formadas por combinaciones de
quark que den como resultado un color neutro. As, combinaciones de
colores que slo incluyen un slo tipo de quarks, no existen en forma
aislada y no son directamente observables. Sin embargo, amalgamas
de un quark rojo, uno verde y uno azul, estn permitidas.. Las
partculas formadas por tres quarks se llaman bariones y los
protones y neutrones son un ejemplo de ello. Otra manera de formar
una partcula es combinando un quark y su correspondiente antiquark;
este tipo de partculas reciben el nombre de mesones. Por otra parte
la combinacin de dos quarks da lugar a una partcula con color y
consecuentemente, la teora predice que no ser observable; no
obstante, puede combinarse con otra partcula coloreada para dar
lugar a un partcula de color neutro, observable.
De esta forma uno puede imaginar que se puedan crear partcular
observables compuestas de muchos
