¿Se descubrieron o inventaron los quarks?

La teoría de los quarks fue inventada. Luego descubrimos que sus predicciones coincidían con los datos experimentales.

¿Qué pasa con los quarks mismos, preguntas? Bueno, el acuerdo entre la teoría y los datos sugiere que se puede pensar que los quarks tienen una realidad objetiva. Sin embargo, afirmar, además, que realmente tienen esa realidad es una afirmación filosófica, no una afirmación científica (falsificable).

Considerando cómo nuestras teorías han cambiado a lo largo de los siglos y cómo continuarán cambiando, es difícil defender la noción de que las entidades teóricas planteadas por nuestras teorías actuales son las descripciones verdaderas de entidades objetivamente reales. Es aún más difícil cuando también se considera que las teorías están subdeterminadas por los hechos.

Los quarks son, en última instancia, ideas conceptuales. En la medida en que correspondan con la experiencia, pueden ser tratados como si se refirieran a entidades objetivas. Pero una nueva experiencia puede forzar una revisión de estas ideas, llevándonos a una visión muy diferente del mundo. Esperemos que así sea.

Los descubiertos fueron los rayos de la energía electromagnética que tienen cantidades muy altas. Estos grandes cuantos de energía fueron inventados para los quarks.

Durante el tiempo de colisión, la estructura sólida se destruye o daña y se fragmentan. Ya no deben ser ninguna partícula subatómica, porque una colisión liberó la energía, que tenía un orden superior; en física decimos: la entropía desapareció. Como en una casa. Una casa se compone de los materiales de construcción a los que se agregó la energía humana, un trabajo de trabajadores de la construcción. Cuando una casa se rompe, por ejemplo, en un terremoto, aparecen los escombros del edificio destruido. Por lo tanto, el terremoto hizo que la energía humana puesta en una casa durante la construcción desapareciera, y esta energía es la entropía de la casa. Es la energía utilizada en el pasado pero nunca se puede reutilizar: se pierde. Por lo tanto, cada acción espontánea en la naturaleza va de un orden superior a un orden menor, o en la dirección de perder la entropía.

Como está claro que después del terremoto, el edificio destruido no se puede reconstruir en el estado anterior por sí solo, también lo es con partículas subatómicas rotas. Sin embargo, la naturaleza no deja fragmentos de las partículas subatómicas rotas en el suelo como lo hacen los escombros de los edificios destruidos. La naturaleza les dicta que salgan de ese lugar por la velocidad de la luz. Digamos, ya que se evaporarían de ese lugar. Y estas partes que se evaporan se detectan en detectores físicos. Esta es la realidad.

Como está claro que los escombros de un edificio destruido apenas son tantos como se compraron para su uso, por lo tanto, los escombros de las partículas subatómicas difícilmente pueden ser componentes originales de las partículas subatómicas. Ciertamente, hay muchas piezas rotas de cualquier tamaño. Muy pocos representan el origen natural de los materiales de construcción utilizados por los trabajadores de la construcción para formar el edificio. Por lo tanto, lo mismo ocurre con los segmentos de las partículas subatómicas originales. Y estos fragmentos transformados en energía fueron detectados. Por lo tanto, detectaron fotones. Luego, la calculadora recalculó esas energías a las masas, por lo que hemos inventado nuevas partículas llamadas quarks.

La física real detecta fotones, y las matemáticas teóricas (E = mc ^ 2) crean quarks a partir de ellos.

Depende de si estás hablando del mapa o del territorio. Se descubre territorio; Se inventan los mapas. La teoría de los quarks como campos cuánticos de spin-1/2 masivos cargados bajo SU (3), etc., ese es el mapa, y eso fue inventado por varios físicos brillantes. La realidad física subyacente que da origen a los fenómenos que describimos usando esta teoría, ese es el territorio, y fue descubierta. La distinción mapa-territorio aquí es esencial, y si se trata de quarks o cualquier otra cosa en consideración es puramente incidental.

La evidencia de la existencia de quarks proviene de experimentos en colisionadores de partículas con protones donde “ven” un patrón de partículas dispersas que solo puede explicarse por la existencia de 3 puntos distintos dentro del protón donde las partículas dispersas se desviaron.
Entonces la teoría dice que debería haber 3 quarks, y los experimentos muestran 3 puntos de desviación. Luego se supuso que estos 3 puntos de desviación son los quarks teorizados.

Los Quarks son un objeto matemático en una teoría matemático-física, por lo que fueron inventados.

Sucede que la teoría físico-matemática proporciona una buena descripción de la naturaleza, por lo que estamos inclinados a pensar que hay algo en la naturaleza que corresponde a los quarks en la teoría.

Algún día puede haber una teoría aún mejor que no tenga quarks, y los objetos que creemos que se corresponden bien con los quarks en la teoría corresponderán a algo más en la nueva teoría.

Fueron “predichos” por Murray Gell-Man en la década de 1960. Este es otro ejemplo de cómo la física teórica, durante mucho tiempo, fue capaz de hipotetizar la existencia de ciertos aspectos del Modelo Estándar mucho antes de que la verificación experimental pudiera ser posible.

Los Quarks existen en cada átomo del universo. Esto era cierto antes de que los humanos existieran y lo será mucho después de que nos hayamos ido. Entonces es seguro decir que descubrimos quarks.

Los teóricos predijeron los Quarks y luego sus predicciones fueron confirmadas por observación en laboratorios de aceleradores de partículas.