¿Qué hay dentro de un quark?

Por lo que podemos decir, nada. Los Quarks parecen ser tan elementales como los electrones y los fotones. Particle Data Group – 2017 Review tiene muchos detalles, aunque es muy técnico.

En resumen, tanto los quarks como los leptones se comportan como partículas puntuales hasta energías de unos pocos TeV (billones de voltios de electrones). Ese es uno de los resultados menos conocidos del Gran Colisionador de Hadrones, pero la OMI es uno de los menos apreciados.

Si uno golpea átomos con otras partículas con energías de unos pocos eV (electrón voltios), comienzan a emitir electrones, comenzando así a desintegrarse.

Si una libra de núcleos atómicos con otras partículas con energías de unos pocos MeV (millones de voltios de electrones), comienzan a desintegrarse.

Si uno libra protones y neutrones con otras partículas con energías de unos pocos GeV (billones de electronvoltios), comienzan a desintegrarse.

Pero uno puede golpear quarks y leptones con otras partículas con energías tan altas como unos pocos TeV, y no harán nada cerca de desintegrarse.

ETA: también es interesante qué fracción del resto concentra las energías de desintegración. Para los átomos, es como máximo 10 ^ (- 8) (hidrógeno), para los núcleos, como máximo aproximadamente 10 ^ (- 3) (deuterón), y para los protones y neutrones, aproximadamente 1. Pero para los quarks arriba y abajo, eso Se observa que la relación es de al menos 10 ^ 6, y para los electrones, incluso más.

Aquí hay algunas páginas con buenos diagramas de procesos de dispersión: dispersión inelástica profunda de electrones, encuesta de investigaciones de dispersión

También soy humorista, así que discúlpeme si tengo un poco de lengua y descarado aquí. Leí todas las otras respuestas a esta pregunta y de ellas es fácil darse cuenta de que los físicos no tienen idea de la naturaleza estructural de un quark. El problema es que los físicos han estado tratando de determinar las respuestas de arriba hacia abajo, enfoque de aplastarlos. Les puedo asegurar que no será de ninguna ayuda. Para comprender lo que hay dentro de un quark, debes resolver la teoría de todo.

La solución a la teoría de todo ya se ha publicado fuera de la comunidad académica de física (por lo que se compartirá más adelante). La teoría del todo de Gordon utiliza solo dos postulados que preparan el escenario para todo lo que ha ocurrido en nuestro universo. El modelo de Gordon se ha avanzado lo suficiente como para revelar que solo hay dos partículas elementales de materia que crean toda la materia normal en nuestro universo. Estas dos partículas son el quark up y el electrón.

Es divertido para mí que los físicos piensen en los quarks caídos como partículas elementales cuando no lo son. Imagine la sorpresa en la cara de Frank Wilczek (y de Sheldon Cooper) cuando se da cuenta de que por todo el trabajo que hizo en bariones y ganar el Premio Nobel … Está a punto de ser burlado por un tipo que solo tomó tres cursos universitarios de física hace 40 años. obtener una maestría en ingeniería. En mi defensa gané todas las A. Jajaja

De todos modos, volvamos al tema … Al derivar el avance de los eventos que formaron nuestro universo utilizando un enfoque ascendente, se derivan las estructuras internas del quark up y el electrón. Resulta que un quark solitario en forma de cilindro crea campos de energía a lo largo de su dirección radial pero no en su dirección axial. Hay un campo magnético muy fuerte alineado a lo largo de la dirección axial del quark up y este campo está abierto y accesible para interactuar con otras partículas. Este es el campo de energía responsable y asociado con la fuerza fuerte.

El electrón es esférico y hay un radio esférico donde la mitad de la energía del electrón está entre el punto central y este radio. La otra mitad de la energía del electrón está entre este radio y se extiende hasta el infinito. El campo magnético muy fuerte dentro de este radio no está expuesto a interactuar con otras partículas y es por eso que los electrones no están asociados con la fuerza fuerte.

La Teoría de todo de Gordon proporciona la matemática detallada de estas dos partículas elementales, sin embargo, la matemática para la estructura interna propuesta de un protón y neutrón se vuelve muy compleja y está esperando a los profesionales. ¡Quién sabe si puedes ser tú o incluso Frank Wilczek!

Actualmente Frank ganó un Premio Nobel por su trabajo en protones que contienen dos quarks arriba y uno abajo. Pero según el Modelo Gordon, un protón está compuesto por tres quarks ascendentes unidos por la fuerza fuerte a lo largo de su dirección axial que dobla el quark up de modo que cada uno sea 1/3 del arco de un anillo circular. Este anillo de quark up está estabilizado por un electrón. Entonces, un protón se compone de tres quarks y un electrón. Un neutrón se compone de tres quarks y dos electrones.

Cuando los protones se rompen, el anillo quark up se rompe y el electrón permanece asociado con uno de los quarks up … ESO es lo que es un quark down … la primera partícula de combinación.

Pronto comenzará la carrera para determinar las matemáticas exactas que describen el funcionamiento estructural interno del protón (muy por encima de mi escala salarial) y, al hacerlo, estoy seguro de que resolverá el problema de Yang-Mills. (Esa solución vale $ 1 millón de dólares)

Instituto de Matemáticas Clay

La carrera es para niños y niñas … ¿quién intentará adelantarse y quién ignorará la teoría de todo de Gordon? Frank, ¿estás escuchando? ¡¡¡Manténganse al tanto!!!

Si bien el modelo estándar es ampliamente aceptado y se cree que es cierto, la teoría de las supercuerdas (teoría de cuerdas) especula que todas las partículas están hechas de cuerdas vibratorias. Entonces, para responder la pregunta en un sentido más especulativo y teórico, los quarks se componen de cadenas minúsculas de diferentes frecuencias vibratorias.

(Disculpas si he dicho algo incorrecto o inexacto)

“Qué” y “adentro” se convierten en palabras muy interesantes cuando se aplican a los quarks.

“Qué” en el sentido normal de la palabra implica algo material. Como los quarks son literalmente menos que materiales, la palabra “qué” necesitaría una nueva definición.

“Dentro” normalmente significa algo más allá de un límite cerrado. Un físico le dirá que es mejor ver un quark como una entidad puntual para que no haya “adentro”. En realidad, probablemente tendrá un tamaño finito, pero aun así, ¿cómo determinaría cuál es el límite?

Gabriel Balensiefer escribió: “… es fácil considerarlos como partículas puntuales sin ‘dentro'”.

Esta es una de las cosas que hace que el estudio moderno de la física sea tan interesante. Si la partícula más fundamental que podemos encontrar, de hecho, que podemos imaginar, es solo un punto , entonces, por definición, no tiene más sustancia que un pensamiento. Es esto lo que ha llevado a algunos a considerar que el Universo puede ser solo una ilusión.

Y por lo tanto, Ciencia y Religión han entrado y, por así decirlo, una discusión, no solo “a través de su cerca mutua del patio trasero”, sino también la cerca que, debido a que se ha cubierto de tanta maleza, solo han Descubierto está allí.

No existe un modelo viable que especifique la composición de un quark. Actualmente se piensa que son partículas fundamentales. Fundamental significa que no se puede dividir. Si se puede dividir, entonces no es una partícula fundamental. No está fuera del ámbito de la posibilidad, pero actualmente en el Modelo Estándar de física de partículas los quarks son elementales e indivisibles. Dimensionalmente es fácil considerarlos como partículas puntuales sin “adentro”.

En el mejor modelo que tenemos en este momento, el Modelo Estándar, un quark es una partícula fundamental y no tiene estructura interna. No conozco ningún dato empírico que refute esto en este momento.