Mientras enseñaba a mis estudiantes universitarios de física de partículas, encontré una forma interesante de enseñarles sobre los quarks. Les enseñamos a los estudiantes que los quarks son (hasta ahora) las partículas más elementales que vienen en seis sabores o clases (Arriba, Abajo, Extraño, Encanto, Inferior y Superior) que componen toda la materia nuclear, ya sean protones, neutrones, mesones. o incluso las partículas extrañas como los hiperones, mientras que la fuerza nuclear fuerte mediada por las partículas del “pegamento quark” (es decir, los gluones) funciona entre los quarks y los nucleones, etc. debido a la carga de “quarks” de color. Pero aún así, fue difícil para mis alumnos entender intuitivamente el modelo de quark.
Recordé cómo mi papá me enseñó sobre átomos y moléculas en la escuela secundaria con la ayuda de modelos de bolas y bastones. Encontré una manera similar con la ayuda de M&M: los chocolates. Amarillo para arriba, naranja para abajo, verde para extraño, azul para encanto, rojo para arriba y marrón para abajo. De esta manera, los chocolates en seis colores representan seis quarks en tres generaciones (I, II y III)
Llevé una bolsa de M&M a mi clase, con seis colores que denotan cada uno de quark, y luego hice grupos o dos y tres quarks cada uno para decirles cómo los quarks son los componentes básicos de toda la materia dentro del núcleo, cómo hacen tres quarks protones y neutrones (U + U + D hacen el protón y U + D + D hacen el neutrón) y cómo dos quarks hacen mesones (por ejemplo, U + D hacen el pión).
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Así es como se veía y funcionó maravillosamente, además de que los estudiantes ganaron un montón de M&M en la formación de “nucleones”, piones y kaons con ellos. Finalmente, toda la clase terminó yendo a casa con un montón de sus propias partículas creadas para su disfrute y se las comió 🙂
PD: En una nota seria, comprenda que la carga de “color” que soportan los quarks según la teoría de la cromodinámica cuántica (QCD) no es un color real en el sentido de los colores ópticos o fotónicos a los que los humanos estamos acostumbrados en nuestra vida diaria. , pero de hecho es una simetría en la naturaleza, que hemos denominado carga de color, similar a la carga eléctrica. Esta es solo una propiedad que tienen las partículas elementales como los quarks, similar al spin o isospin o incluso hipercarga. Espero que aclare el concepto.
