CELUpartícula del día: Quarks

Tercer día de la Semana de la Ciencia, hoy una nueva CELUpartícula del día: Los Quarks. Para los que creían que verían a los neutrones o protones por aquí debemos decirles que sigan leyendo...descubrirán una profunda verdad que puede cambia su visión del universo (aunque no se lo podemos asegurar al 100%).

CELUpartícula: Quarks de distintos sabores... up, down, bottom, top, strange, charm, o en su traducción al español arriba, abajo, encantado, extraño, cima y fondo. El nombre puede parecer extraño, ya que no procede de ningún vocable griego sino surgió de una alocada noche en la que Gell-Mann leía una novela de James Joyce.
Tipo de partícula: A los quarks podríamos llamarlos los "ladrillos del universo", ya que entre ellos componen los neutrones y protones, formando junto a los leptones toda la materia visible.
Carga eléctrica // Masa: Las masas de los quarks están indicadas como "masa aproximada"ya que es muy difícil determinar la masa, o incluso definir qué se entiende por masa de un quark, dado que un quark no se puede aislar, de ahí también la razón de que la carga eléctrica la veamos expresada en fracciones (consideramos que la carga del electrón es igual a la unidad).

Antipartícula: El antiquark es la antipartícula que corresponde a un quark. El numero de tipos de quarks y antiquarks es el mismo. Se representan con los mismos símbolos que aquéllos, pero con una barra encima de la letra correspondiente.
Descubierta por...: La historia del descubrimiento de los Quarks es larga y tediosa. Para que os hagáis una idea, desde que Murray Gell-Mann la propuse en 1964 hasta el descubrimiento del último quark pasaron unos 30 años..., tiempo en el que la física de partículas vibraba de emoción y se encontraba en la portada de todas las revistas de física.

1964 -> Murray Gell-Mann y George Zweig proponen las primeras ideas del modelo.
1967 -> Steven Weinberg y Abdus Salam unifican las interacciones electromagnéticas y débiles.
1968-69 -> Experimentos en el acelerador lineal de Stanford. Nobel en 1990 a Friedman, Kendall y Taylor.
1973 -> Teoría cuántica de campos para las interacciones fuertes (QCD).
1974 -> Burton Richter y Samuel Ting hallan la partícula J/Ψ, unión charm-anticharm.
1976 -> Martin Perl y sus colaboradores en SLAC encuentran el leptón .
1977 -> Leon Lederman y sus colaboradores en Fermilab descubren el quark bottom (y su correspondiente antiquark).
1979 -> Se encuentra en PETRA (Hamburgo) una fuerte evidencia de un gluón radiado por un quark o antiquark.
1983 -> Se observan en el sincrotrón del CERN los bosones intermediarios de la interacción débil: Z0, W+ y W-.
1995 -> En el Fermilab se hallan pruebas de la existencia del último quark, el quark top. Nadie se explica el porqué de su enorme masa, alrededor de 180 GeV.

Propiedades características:
Los quarks son las únicas partículas fundamentales que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales. En la naturaleza no se encuentran quarks aislados, siempre se encuentran en grupos, unidos por una partícula de la que próximamente hablaremos, llamados hadrones, de dos o de tres quarks, que se conocen como mesones y bariones respectivamente. Este confinamiento es una propiedad de las partículas que tienen "color" (sí, los físicos utilizados términos comunes para propiedades paranoicas) solo juntándose cuando la suma de sus "colores" es blanca. (Lógicamente el término color no tiene sentido cuando hablamos de tamaños mas pequeños que la longitud de onda del visible...).
¿Año de la Tierra?: Desde tiempos inmemorables, los seres humanos siempre han querido saber si la materia era continua o si llegaría un momento que descubriríamos granitos de arena indivisible. Gracias a los esfuerzos de Demócrito, Rutherford, Thompson, Bohr... descubrimos que la Tierra estaba compuesta de atomos formados a su vez por partículas mas pequeñas; neutrones, protones y electrones.

Durante algun tiempo se pensó que estas eran las partículas mas pequeñas del Universo, pero se fueron encontrando otras partículas, entre ellas los Quarks. Ahora nos encontramos a principios del siglo XXI, y llevamos ya mas de veinte años considerando la idea de que realmente los quarks son los ladrillos del Universo...¿sigue siendo válida esa idea? Sólo el tiempo lo dirá..

Regalo: Los quarks han sido una de esas partículas que ha dado mucho que hablar, y que su descubrimiento completaba en gran manera el Modelo Estandard de la física, y aunque han habido muchos ataques a este sistema (En el año 2003 se encontró evidencia experimental de una nueva asociación de cinco quarks, los pentaquark). aún resiste y proporciona nuevas herramientas para explicar descubrimientos extraños y curiosos.

La idea de estrellas de neutrones es muy curiosa y fascinante...pero por ejemplo en los últimos años ha ido sonando cada vez con mas fuerza el concepto de "estrella de quarks". En concreto, la astrofísica ha utilizado mucho la física de partículas, sobretodo cuando se pretende explicar los comienzos del Big Bang (territorio de la física de altas energias).

En definitiva, que mejor que uno de nuestros profesores mas reconocidos de la UAB (David Jou) para que os lo explique ya que tiene entre sus múltiples escritos uno dedicado a la CELUpartícula de hoy.

"Muchacho, si yo pudiera recordar los nombres do esas partículas, hubiera sido botánico!"
-Enrico Fermi a Leon Lederman.