¿De dónde vienen los protones?

Los protones (y los neutrones) se conocen como hadrones y forman la base de la materia bariónica. (Ver: Baryon)

Los protones están hechos de tres quarks (Quark). Los Quarks junto con (leptones, por ejemplo, electrones y neutrinos) son partículas puntuales fundamentales y están hechos de energía. La energía de los quarks se expresa por sus propiedades en constante cambio, tales como “giro” y “color”. Los quarks en los protones intercambian partículas de campo conocidas como gluones (Ver: Gluon) que permiten que cada uno de los tres quarks se una para formar protones (o neutrones). Estos gluones también son responsables de mantener múltiples protones unidos en el núcleo de los átomos, a pesar de sus cargas positivas mutuamente repulsivas.

Entonces, los protones están hechos de energía y esa energía proviene de la simetría rota inicial del Universo, conocida cariñosamente como “El Big Bang”. (Ver: Problemas con la teoría del Big Bang). El Universo temprano era extremadamente caluroso y, por lo tanto, estaba dominado por la radiación. Finalmente, las cosas se desaceleraron lo suficiente como para que la energía en forma de quarks se congele en los primeros neutrones. Un neutrón se desintegrará en un protón y al hacerlo liberará un electrón. Los protones son extremadamente estables. Nadie ha visto nunca una descomposición de protones. Y eso es probablemente algo bueno. Se estima que un protón no perturbado debería durar más que la vida útil probable del Universo. (Ver: cómo la muerte de una pequeña partícula podría terminar con el universo)

Esta es la pregunta del millón. Los protones están hechos de quarks que, según las ideas actuales; se mantienen unidos por gluones. Entonces, la pregunta realmente pregunta de dónde vienen los gluones y los quarks.

Los protones solo podían formarse después de que el universo se enfriara unos momentos del big bang. Entonces los quarks podrían combinarse permanentemente para formar los protones.

Los quarks y los gluones mismos pueden ser el resultado del hecho de que los fotones de muy alta energía inicialmente presentes en el Big Bang tenían suficiente energía para formar quark; pares antiquark.

La mayor parte de la antimateria y la materia se recombinaron una vez que el universo se expandió lo suficiente como para permitir que el universo se enfriara y detuviera el quark; producción anti-quark por estos fotones de alta energía.

Debido a alguna ruptura de CP (conjugación de carga y simetría de paridad) quedaba un pequeño excedente de materia después de la antimateria; la materia se recombinó. Este frenado CP se ha medido en pares de haces neutrales de Kaon en el CERN y aparentemente es fundamental para la débil fuerza nuclear.

Así, el universo primitivo contenía una sopa de quark junto con gluones, neutrinos, otros leptones y quarks. Más tarde, los quarks se combinarían para formar protones; algunos de los cuales se descompondrían en neutrones, llenando así nuestro universo con hidrógeno y helio.

Y ahora; ¿Cómo obtenemos quarks y gluones junto con sus familias de leptones de sombra? Vemos el patrón para el zoológico de partículas ‘elementales’, pero no sabemos por qué estas partículas están aquí o por qué tienen la proporción de masas que tienen. Muchos esperan la promesa de una mayor iluminación de la teoría de cuerdas. Lo dudo. Necesitamos un Einstein o Dirac para darnos una nueva visión fundamental radical. La teoría de cuerdas para mí parece vibrar en torno a las ideas fundamentales actuales (dimensiones, vibraciones, hilos del espacio-tiempo) sin una nueva física fundamental.

1. Desde el Big Bang.
2. De la descomposición de otros bariones menos estables (incluidos los neutrones en ciertas circunstancias, principalmente por emisión de electrones).
3. Por colisiones de alta energía de otras partículas, que crean protones directamente de la energía.

Durante una transición molecular, atómica o nuclear a un nivel de energía más bajo, se emitirán fotones de varias energías, que van desde ondas de radio hasta rayos gamma. Es por eso que Hulk está verde y enojado.

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