Esa es una pregunta curiosa. ¿Cómo se mide el tamaño cuando todo lo que usa para hacer una medición es más grande que el objeto que pretende medir? ¿Cómo se determina la forma? Los Quarks están confinados al núcleo y solo se sondean indirectamente en colisiones de partículas. Se predijeron en la teoría de la cromodinámica cuántica que se incorporó al modelo estándar de física de partículas, que ha tenido un éxito espectacular en la comprensión de las observaciones realizadas en los aceleradores de partículas. Esto es exactamente lo que queremos de una teoría. Nuestras teorías deberían ayudarnos a comprender la realidad que observamos.
Una pista de que hay más en las partículas constituyentes en el núcleo proviene del hecho de que el neutrón tiene un momento magnético. Debido a que el neutrón no es una partícula cargada, no debería poseer un momento magnético. El hecho de que sí significa que debe ser una partícula compuesta por la cual las cargas individuales de los constituyentes se cancelan. Si agregamos a este hecho que la desintegración beta transforma los neutrones en protones, estamos en un buen lugar para decir que los nucleones observados (neutrones y protones) no son partículas fundamentales, sino compuestos de partículas fundamentales. Estos bloques de construcción fundamentales se denominan quarks.
Se han descubierto todas las partículas predichas por el modelo estándar. En este modelo, los quarks son fundamentales. Como son objetos cuánticos, su tamaño está esencialmente determinado por su masa en reposo. En ese sentido, son más pequeños que los electrones, porque tienen una masa de reposo más grande. Sin embargo, los electrones también son partículas fundamentales. En cuanto a su forma, ¿cómo se mide eso? El procedimiento estándar es buscar signos de una simetría más baja. Por ejemplo, con el electrón que es un monopolo eléctrico, uno puede buscar un momento dipolar eléctrico y momentos multipolares más altos para decir que se desvía de ser esférico. Hasta ahora, el momento dipolar del electrón es tan pequeño que su distribución de carga es esencialmente esférica.
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