El quark down o quark d (símbolo: d) es el segundo más ligero de todos los quarks , un tipo de partícula elemental y un constituyente principal de la materia . Junto con el quark up , forma los neutrones (un quark up, dos quarks down) y los protones (dos quarks up, un quark down) de los núcleos atómicos . Forma parte de la primera generación de materia, tiene una carga eléctrica de − 1/3 e y una masa desnuda de 4.7+0,5
−0,3 MeV/ c 2 . [1] Como todos los quarks , el quark down es un fermión elemental con espín 1/2 y experimenta las cuatro interacciones fundamentales : gravitación , electromagnetismo , interacciones débiles e interacciones fuertes . La antipartícula del quark down es el antiquark down (a veces llamado antiquark down o simplemente antidown ), que se diferencia de él solo en que algunas de sus propiedades tienen igual magnitud pero de signo contrario .
Su existencia (junto con la de los quarks up y strange ) fue postulada en 1964 por Murray Gell-Mann y George Zweig para explicar el esquema de clasificación de hadrones de la Vía Óctuple . El quark down se observó por primera vez mediante experimentos en el Centro Acelerador Lineal de Stanford en 1968.
En los inicios de la física de partículas (primera mitad del siglo XX), se pensaba que los hadrones , como los protones , los neutrones y los piones , eran partículas elementales . Sin embargo, a medida que se descubrieron nuevos hadrones, el ' zoológico de partículas ' creció de unas pocas partículas a principios de los años 30 y 40 a varias docenas de ellas en los años 50. Las relaciones entre cada uno de ellos no estaban claras hasta 1961, cuando Murray Gell-Mann [2] y Yuval Ne'eman [3] (independientemente el uno del otro) propusieron un esquema de clasificación de hadrones llamado Octuple Way , o en términos más técnicos, SU (3) simetría del sabor .
Este esquema de clasificación organizaba los hadrones en multipletes de isospin , pero la base física detrás de esto aún no estaba clara. En 1964, Gell-Mann [4] y George Zweig [5] [6] (independientemente el uno del otro) propusieron el modelo de quark , que entonces consistía únicamente en quarks up , down y strange . [7] Sin embargo, mientras que el modelo de quarks explicaba la Vía Óctuple, no se encontró evidencia directa de la existencia de quarks hasta 1968 en el Stanford Linear Accelerator Center . [8] [9] Dispersión inelástica profundalos experimentos indicaron que los protones tenían una subestructura, y que los protones formados por tres partículas más fundamentales explicaban los datos (confirmando así el modelo de quarks). [10]
Al principio, la gente se mostró renuente a identificar los tres cuerpos como quarks, prefiriendo en cambio la descripción parton de Richard Feynman , [11] [12] [13] pero con el tiempo la teoría de los quarks fue aceptada (ver Revolución de noviembre ). [14]
A pesar de ser extremadamente común, la masa desnuda del quark down no está bien determinada, pero probablemente se encuentre entre 4,5 y5,3 MeV / c2 . [15] Los cálculos de QCD de celosía dan un valor más preciso:4,79 ± 0,16 MeV / c2 . [dieciséis]