quark abajo
| Composición | partícula elemental |
|---|---|
| Estadística | fermiónico |
| Familia | cuarc |
| Generación | primero |
| Interacciones | fuerte , débil , electromagnético , gravedad |
| Símbolo | d |
| Antipartícula | abajo antiquark ( d ) |
| Teorizado | Murray Gell-Mann (1964) George Zweig (1964) |
| Descubierto | La Sociedad de la Información y la Comunicación (1968) |
| Masa | 4.7+0,5 -0,3 MeV/ c 2 [1] |
| Se descompone en | quark estable o arriba + electrón + antineutrino electrónico |
| Carga eléctrica | − 1/3 mi |
| Carga de color | Sí |
| Girar | 1/2 ħ |
| Isospín débil | LH : − 1/2 , DERECHA : 0 |
| Hipercarga débil | LH : + 1/3 , DERECHA : − 2/3 |
El quark down (símbolo: d) es un tipo de partícula elemental y un componente principal de la materia . El quark down es el segundo más ligero de todos los quarks y se combina con otros quarks para formar partículas compuestas llamadas hadrones . Los quarks down se encuentran más comúnmente en los núcleos atómicos , donde se combinan con los quarks up para formar protones y neutrones . El protón está formado por un quark down con dos quarks up, y el neutrón está formado por dos quarks down con un quark up. Debido a que se encuentran en todos los átomos conocidos, los quarks down están presentes en toda la materia cotidiana con la que interactuamos.
El quark down es parte de la primera generación de materia, tiene una carga eléctrica de − 1/3 e y una masa desnuda de4.7+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 quark antidown o simplemente antidown ), que se diferencia de él solo en que algunas de sus propiedades tienen la misma magnitud pero signo opuesto .
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 los hadrones de la vía óctuple . El quark down fue observado por primera vez mediante experimentos en el Centro del Acelerador Lineal de Stanford en 1968.
Historia
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 " creció desde unas pocas partículas a principios de los años 1930 y 1940 a varias docenas de ellas en la década de 1950. Las relaciones entre cada una de ellas no estaban claras hasta 1961, cuando Murray Gell-Mann [2] y Yuval Ne'eman [3] (independientemente uno del otro) propusieron un esquema de clasificación de hadrones llamado la Vía Óctuple , o en términos más técnicos, simetría de sabor SU(3) .
Este esquema de clasificación organizó los hadrones en multipletes de isospín , pero la base física detrás de él todavía no estaba clara. En 1964, Gell-Mann [4] y George Zweig [5] [6] (independientemente uno del otro) propusieron el modelo de quarks , que entonces consistía solo 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 Centro del Acelerador Lineal de Stanford . [8] [9] Los experimentos de dispersión inelástica profunda indicaron que los protones tenían 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 se mostraba reacia a identificar los tres cuerpos como quarks, prefiriendo en su lugar la descripción de los partones de Richard Feynman , [11] [12] [13] pero con el tiempo la teoría de los quarks fue aceptada (véase Revolución de Noviembre ). [14]
Masa
A pesar de ser extremadamente común, la masa desnuda del quark down no está bien determinada, pero probablemente se encuentra entre4,5 y 5,3 MeV/ c 2 . [15] Los cálculos de QCD en red dan un valor más preciso:4,79 ± 0,16 MeV/ c2 . [ 16]
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 se vuelve mayor debido a la energía de enlace causada por el campo de gluones entre los quarks (ver equivalencia masa-energía ). Por ejemplo, la masa efectiva de los quarks down en un protón es de alrededor de300 MeV/ c 2 . Debido a que la masa desnuda de los quarks down es tan pequeña, no se puede calcular directamente porque se deben tener en cuenta los efectos relativistas.
Referencias
- ^ ab M. Tanabashi et al. (Particle Data Group) (2018). "Revisión de la física de partículas". Physical Review D . 98 (3): 1–708. Bibcode :2018PhRvD..98c0001T. doi : 10.1103/PhysRevD.98.030001 . hdl : 10044/1/68623 . PMID 10020536.
- ^ M. Gell-Mann (2000) [1964]. "El camino óctuple: una teoría de la simetría de interacción fuerte". En M. Gell-Mann, Y. Ne'eman (ed.). El camino óctuple . Westview Press . p. 11. ISBN 978-0-7382-0299-0.
Original: M. Gell-Mann (1961). "La vía óctuple: una teoría de simetría de interacción fuerte". Informe del Laboratorio de Sincrotrón CTSL-20 . Instituto Tecnológico de California . - ^ Y. Ne'eman (2000) [1964]. "Derivación de interacciones fuertes a partir de la invariancia de calibración". En M. Gell-Mann, Y. Ne'eman (ed.). El camino óctuple . Westview Press . ISBN 978-0-7382-0299-0.
Original Y. Ne'eman (1961). "Derivación de interacciones fuertes a partir de la invariancia de calibración". Física nuclear . 26 (2): 222–229. Código Bibliográfico :1961NucPh..26..222N. doi :10.1016/0029-5582(61)90134-1. - ^ M. Gell-Mann (1964). "Un modelo esquemático de bariones y mesones". Physics Letters . 8 (3): 214–215. Código Bibliográfico :1964PhL.....8..214G. doi :10.1016/S0031-9163(64)92001-3.
- ^ G. Zweig (1964). "Un modelo SU(3) para la simetría de interacción fuerte y su ruptura". Informe del CERN n.º 8181/Th 8419 .
- ^ G. Zweig (1964). "Un modelo SU(3) para la simetría de interacción fuerte y su ruptura: II". Informe del CERN n.º 8419/Th 8412 .
- ^ B. Carithers, P. Grannis (1995). "Descubrimiento del quark top" (PDF) . Beam Line . 25 (3): 4–16 . Consultado el 23 de septiembre de 2008 .
- ^ ED Bloom; et al. (1969). "Dispersión e–p inelástica de alta energía a 6° y 10°". Physical Review Letters . 23 (16): 930–934. Código Bibliográfico :1969PhRvL..23..930B. doi : 10.1103/PhysRevLett.23.930 .
- ^ M. Breidenbach; et al. (1969). "Comportamiento observado de dispersión de electrones y protones altamente inelástica" (PDF) . Physical Review Letters . 23 (16): 935–939. Bibcode :1969PhRvL..23..935B. doi :10.1103/PhysRevLett.23.935. OSTI 1444731. S2CID 2575595.
- ^ 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 .
- ^ RP Feynman (1969). "Colisiones de hadrones de muy alta energía" (PDF) . Physical Review Letters . 23 (24): 1415–1417. Código Bibliográfico :1969PhRvL..23.1415F. doi :10.1103/PhysRevLett.23.1415.
- ^ S. Kretzer; H. Lai; F. Olness; W. Tung (2004). "Distribuciones de partones CTEQ6 con efectos de masa de quarks pesados". Physical Review D . 69 (11): 114005. arXiv : hep-ph/0307022 . Código Bibliográfico :2004PhRvD..69k4005K. doi :10.1103/PhysRevD.69.114005. S2CID 119379329.
- ^ DJ Griffiths (1987). Introducción a las partículas elementales . John Wiley & Sons . pág. 42. ISBN 978-0-471-60386-3.
- ^ ME Peskin, DV Schroeder (1995). Introducción a la teoría cuántica de campos . Addison–Wesley . pág. 556. ISBN. 978-0-201-50397-5.
- ^ J. Beringer; et al. ( Particle Data Group ) (2013). "Resumen de partículas de PDGLive 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b′, t′, Free)'" (PDF) . Particle Data Group . Consultado el 23 de julio de 2013 .
- ^ Cho, Adrian (abril de 2010). "La masa del quark común finalmente se determinó". Revista Science. Archivado desde el original el 6 de marzo de 2012.
Lectura adicional
- A. Ali, G. Kramer; Kramer (2011). "JETS y QCD: Una revisión histórica del descubrimiento de los jets de quarks y gluones y su impacto en QCD". European Physical Journal H . 36 (2): 245. arXiv : 1012.2288 . Bibcode :2011EPJH...36..245A. doi :10.1140/epjh/e2011-10047-1. S2CID 54062126.
- R. Nave. "Quarks". HyperPhysics . Universidad Estatal de Georgia , Departamento de Física y Astronomía . Consultado el 29 de junio de 2008 .
- A. Pickering (1984). Construcción de quarks . University of Chicago Press . Págs. 114-125. ISBN. 978-0-226-66799-7.
