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Arriba quarks
ComposiciónPartícula elemental
EstadísticasFermiónico
GeneracionPrimero
Interaccionesfuerte , débil , fuerza electromagnética , gravedad
Símbolo
tu
AntipartículaHasta antiquark
tu
)
TeorizadoMurray Gell-Mann (1964)
George Zweig (1964)
DescubiertoSLAC (1968)
Masa2.2+0,5
−0,4 MeV / c 2 [1]
Decae enQuark estable o descendente + positrón + neutrino electrónico
Carga eléctrica+2/3 mi
Carga de colorsí
Girar1/2
Isospin débilLH : +1/2, RH : 0
Hipercarga débilLH : +1/3, RH : +4/3

El quark up o quark u (símbolo: u) es el más ligero de todos los quarks , un tipo de partícula elemental y un constituyente principal de la materia . Este, junto con el quark abajo , forma los neutrones (un quark arriba, dos quarks abajo) y protones (dos quarks arriba, uno quark abajo) de los núcleos atómicos . Forma parte de la primera generación de materia, tiene una carga eléctrica de +2/3 ey una masa desnuda de2.2+0,5
−0,4 MeV / c 2 . [1] Como todos los quarks , el quark up es un fermión elemental con spin 1/2y experimenta las cuatro interacciones fundamentales : gravitación , electromagnetismo , interacciones débiles e interacciones fuertes . La antipartícula del quark up es el antiquark up (a veces llamado antiquark antiup o simplemente antiup ), que se diferencia de él solo en que algunas de sus propiedades, como la carga, tienen la misma magnitud pero signo opuesto .

Su existencia (junto con la de los quarks down y strange ) fue postulada en 1964 por Murray Gell-Mann y George Zweig para explicar el esquema de clasificación de los hadrones por ocho vías . El quark up se observó por primera vez mediante experimentos en el Stanford Linear Accelerator Center en 1968.

Historia [ editar ]

Modelo estándar de física de partículas
Up quarkCharm quarkTop quarkGluonHiggs bosonDown quarkStrange quarkBottom quarkPhotonElectronMuonTau (particle)Z bosonElectron neutrinoMuon neutrinoTau neutrinoW bosonStandard ModelFermionBosonQuarkLeptonScalar bosonGauge bosonVector bosonModelo estándar de partículas elementales.svg
Partículas elementales del modelo estándar
Fondo
Física de partículas
Modelo estándar
Teoría cuántica de campos Teoría del
calibre Mecanismo de Higgs de
ruptura de simetría espontánea
Constituyentes
Interacción electrodinámica
Cromodinámica cuántica
Matriz CKM
Matemáticas del modelo estándar
Limitaciones
Problema de PC fuerte Problema de
jerarquía
Oscilaciones de neutrinos
Física más allá del modelo estándar
Científicos
Rutherford  · Thomson  · Chadwick  · Bose  · Sudarshan  · Koshiba  · Davis Jr.  · Anderson  · Fermi  · Dirac  · Feynman  · Rubbia  · Gell-Mann  · Kendall  · Taylor  · Friedman  · Powell  · PW Anderson  · Glashow  · Iliopoulos  · Maiani  · Meer  · Cowan  · Nambu  · Chamberlain  · Cabibbo  · Schwartz  · Perl  · Majorana  · Weinberg  · Lee  · Ward  · Salam  · Kobayashi  · Maskawa  · Yang  · Yukawa  · 't Hooft  · Veltman  · Gross  · Politzer  · Wilczek  · Cronin  · Fitch  · Vleck  · Higgs  · Englert  · Brout  · Hagen  · Guralnik  · Pienso  · Ting  · Richter
  • v
  • t
  • mi

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 descubrieron nuevos hadrones, el " zoológico de partículas " pasó de unas pocas partículas a principios de los años treinta y cuarenta a varias docenas de ellas en los cincuenta. 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 Eightfold Way , o en términos más técnicos, SU (3) simetría de sabor .

Este esquema de clasificación organizó los hadrones en multipletes isospin , pero la base física detrás de esto aún no estaba clara. En 1964, Gell-Mann [4] y George Zweig [5] [6] (independientemente entre sí) propusieron el modelo de quarks , que entonces consistía sólo en quarks arriba, abajo y extraños . [7] Sin embargo, mientras que el modelo de quarks explicaba la forma 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 hechos de tres partículas más fundamentales explicaban los datos (confirmando así el modelo de quarks ). [10]

Al principio la gente eran reacios a describir los tres cuerpos como los quarks, prefiriendo Richard Feynman 's Parton descripción, [11] [12] [13] pero con el tiempo se aceptó la teoría del quark (véase Revolución de Noviembre ). [14]

Misa [ editar ]

A pesar de ser extremadamente común, la masa desnuda del quark up no está bien determinada, pero probablemente se encuentre entre 1.8 y3,0  MeV / c 2 . [15] Los cálculos de QCD de celosía dan un valor más preciso:2,01 ± 0,14  MeV / c 2 . [dieciséis]

Cuando se encuentran en mesones (partículas formadas por un quark y un antiquark ) o bariones (partículas formadas por tres quarks), la 'masa efectiva' (o masa 'vestida') de los quarks aumenta debido a la energía de enlace causada por el campo de gluones. entre cada quark (ver equivalencia masa-energía ). La masa desnuda de quarks up es tan ligera que no se puede calcular directamente porque los efectos relativistas deben tenerse en cuenta.

Ver también [ editar ]

  • Abajo quark
  • Isospin
  • Modelo de quark
  • Mecánica cuántica

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b M. Tanabashi y col. (Grupo de datos de partículas) (2018). "Revisión de la física de partículas" . Physical Review D . 98 (3): 1–708. Código bibliográfico : 2018PhRvD..98c0001T . doi : 10.1103 / PhysRevD.98.030001 . PMID 10020536 . 
  2. ^ M. Gell-Mann (2000) [1964]. "El óctuple camino: una teoría de la simetría de interacción fuerte". En M. Gell-Mann, Y. Ne'eman (ed.). El Óctuple Camino . Westview Press . pag. 11. ISBN 978-0-7382-0299-0.
    Original: M. Gell-Mann (1961). "El óctuple camino: una teoría de la simetría de interacción fuerte". Informe de laboratorio de sincrotrón CTSL-20 . Instituto de Tecnología de California .
  3. ↑ Y. Ne'eman (2000) [1964]. "Derivación de interacciones fuertes de invariancia de calibre". En M. Gell-Mann, Y. Ne'eman (ed.). El Óctuple Camino . Westview Press . ISBN 978-0-7382-0299-0.
    Original Y. Ne'eman (1961). "Derivación de interacciones fuertes de invariancia de calibre". Física nuclear . 26 (2): 222-229. Código Bibliográfico : 1961NucPh..26..222N . doi : 10.1016 / 0029-5582 (61) 90134-1 .
  4. ^ M. Gell-Mann (1964). "Un modelo esquemático de bariones y mesones". Letras de física . 8 (3): 214–215. Código bibliográfico : 1964PhL ..... 8..214G . doi : 10.1016 / S0031-9163 (64) 92001-3 .
  5. ^ G. Zweig (1964). "Un modelo SU (3) para la simetría de interacción fuerte y su ruptura". Informe CERN No 8181 / Th 8419 .
  6. ^ G. Zweig (1964). "Un modelo SU (3) para la simetría de interacción fuerte y su ruptura: II". Informe CERN No 8419 / Th 8412 .
  7. ^ B. Carithers, P. Grannis (1995). "Descubrimiento del Quark superior" (PDF) . Línea de haz . 25 (3): 4–16 . Consultado el 23 de septiembre de 2008 .
  8. ^ Bloom, ED; Coward, D .; Destaebler, H .; Drees, J .; Miller, G .; Mo, L .; Taylor, R .; Breidenbach, M .; et al. (1969). " Dispersión e - p inelástica de alta energía a 6 ° y 10 °" . Cartas de revisión física . 23 (16): 930–934. Código Bibliográfico : 1969PhRvL..23..930B . doi : 10.1103 / PhysRevLett.23.930 .
  9. ^ M. Breidenbach; Friedman, J .; Kendall, H .; Bloom, E .; Coward, D .; Destaebler, H .; Drees, J .; Mo, L .; Taylor, R .; et al. (1969). "Comportamiento observado de dispersión electrón-protón altamente inelástica". Cartas de revisión física . 23 (16): 935–939. Código Bibliográfico : 1969PhRvL..23..935B . doi : 10.1103 / PhysRevLett.23.935 . OSTI 1444731 . 
  10. ^ JI Friedman. "El camino hacia el premio Nobel" . Universidad de Hue . Archivado desde el original el 25 de diciembre de 2008 . Consultado el 29 de septiembre de 2008 .
  11. ^ RP Feynman (1969). "Colisiones de hadrones de muy alta energía" (PDF) . Cartas de revisión física . 23 (24): 1415-1417. Código Bibliográfico : 1969PhRvL..23.1415F . doi : 10.1103 / PhysRevLett.23.1415 .
  12. ^ S. Kretzer; Lai, H .; Olness, Fredrick; Tung, W .; et al. (2004). "Distribuciones de Parton CTEQ6 con efectos de masa de Quark pesados". Physical Review D . 69 (11): 114005. arXiv : hep-ph / 0307022 . Código Bibliográfico : 2004PhRvD..69k4005K . doi : 10.1103 / PhysRevD.69.114005 . S2CID 119379329 . 
  13. ^ DJ Griffiths (1987). Introducción a las partículas elementales . John Wiley e hijos . pag. 42. ISBN 978-0-471-60386-3.
  14. ^ YO Peskin, DV Schroeder (1995). Introducción a la teoría cuántica de campos . Addison – Wesley . pag. 556 . ISBN 978-0-201-50397-5.
  15. ^ J. Beringer ( Grupo de datos de partículas ); et al. (2012). "Resumen de partículas PDGLive 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t ', Free) ' " (PDF) . Grupo de datos de partículas . Consultado el 21 de febrero de 2013 .
  16. ^ Cho, Adrian (abril de 2010). "Masa del quark común finalmente clavado" . Revista de ciencia.

Lectura adicional [ editar ]

  • A. Ali, G. Kramer; Kramer (2011). "JETS y QCD: una revisión histórica del descubrimiento de los chorros de quarks y gluones y su impacto en QCD". Physical Europea Diario H . 36 (2): 245. arXiv : 1012.2288 . Código bibliográfico : 2011EPJH ... 36..245A . doi : 10.1140 / epjh / e2011-10047-1 . S2CID  54062126 .
  • R. Nave. "Quarks" . Hiperfísica . Universidad Estatal de Georgia , Departamento de Física y Astronomía . Consultado el 29 de junio de 2008 .
  • A. Pickering (1984). Construcción de quarks . Prensa de la Universidad de Chicago . págs. 114-125. ISBN 978-0-226-66799-7.