Las colisiones de alta energía son sensibles a la estructura interna de los objetos que chocan. Especialmente los llamados procesos duros en los que intervienen grandes transferencias de impulso. En distancias muy cortas, los quarks pueden considerarse partículas libres que interactúan mutuamente (a través de una fuerza fuerte) y luego se fragmentan en partículas elementales convencionales, un proceso llamado fragmentación de quark. Otro proceso en el que se observan grados de libertad de quark son las colisiones nucleares de alta energía en las que se crea una materia hadrónica muy densa y caliente que vive durante muy poco tiempo (del orden de 10 ^ -23 s) en un estado llamado plasma de quark gluon . El comportamiento colectivo de tales sistemas exóticos está bien descrito por la cromodinámica cuántica y la hidrodinámica convencional. La no observación de quarks libres se entiende bien como un efecto de fuertes interacciones entre quarks y gluones que los mantienen prisioneros dentro de los bariones. El modelo estándar que describe muy bien el mundo de las partículas elementales se basa en la suposición de la existencia de quarks como bloques de construcción de todas las partículas, con la excepción del curso de leptones y un fotón. Iones pesados y plasma de quark-gluón
¿Cómo probamos que los protones estaban formados por quarks?
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Te han dado 3 variaciones (mientras escribo) de la teoría del quark. Otro que no está de acuerdo con la teoría del quark se ha derrumbado sin posibilidad de colapsar.
Para comprender la estructura de los protones, tenemos que retroceder en el tiempo cuando solo existía energía poco después de su creación por cualquier medio. La pregunta que se me ocurrió es: ¿cómo se convirtió la energía primordial en materia?
La respuesta principal es que se divide en pares electrón-positrón y pares quark-antiquark, es decir, materia y antimateria: cada par era materia y antimateria. Ahora la materia y la antimateria se aniquilan entre sí de nuevo a la energía que no puede dividirse nuevamente en pares. Sin embargo, terminamos con un universo dominado por la materia. Por lo tanto, debe haber habido un mecanismo de asimetría de materia-antimateria que sesgó la producción a favor de la materia; pero solo 1 parte en mil millones de partículas sobrevivió a la aniquilación de la que se hizo todo el universo.
No explican cómo los electrones y los quarks de materia se hicieron de la energía, simplemente barrieron bajo la alfombra de la asimetría de la materia y la antimateria. Verán, afirman que los quarks no tienen una existencia independiente como los electrones, pero deben haber tenido una existencia independiente debido a las temperaturas astronómicas.
Mi teoría no convencional afirma que la energía primordial se dividió en pares electrón-positrón, los cuales son partículas de materia, es decir, no partículas de antimateria. Este proceso se puede repetir en el laboratorio hoy. También se entiende que los electrones y los positrones se aniquilan entre sí en energía que no puede dividirse en pares de partículas. Sin embargo, en 1934, Breit y Wheeler sugirieron una teoría de que los fotones de baja energía pueden colisionar, fusionarse y dividirse en pares electrón-positrón. En 2014, el Imperial College London hizo una propuesta para construir un aparato para probar la teoría de Breit-Wheeler. Entonces los científicos están tratando esto seriamente.
Cuando el primordial se dividió en pares electrón-positrón, formaron el plasma primordial que atrapó la energía de las aniquilaciones. Esto los obligó a colisionar, fusionarse y dividirse nuevamente en energía. Este proceso se repitió hasta el infinito. A partir de los electrones y positrones, los protones se formaron con positrones en un núcleo orbitado por electrones y el núcleo tenía 1 positrón en exceso y su compañero permaneció en el plasma. Entonces, los protones están hechos de positrones y electrones, no quarks.
Hay una razón por la cual los quarks no pueden existir: los quarks no pueden aislarse. Cuando los protones se rompen, se obtienen escombros, entre los que se encuentran los mesones que son inestables y que se descomponen en un nanosegundo en leptones o fotones. Además, los únicos leptones estables son los electrones y los positrones. Esto sugiere que los protones están hechos de electrones y positrones.
[math] \ beta ^ – [/ math] y [math] \ beta ^ + [/ math] las desintegraciones son donde los electrones y los positrones salen disparados de los núcleos radiactivos a alta velocidad. Estas partículas están siendo expulsadas del núcleo por fuerzas repulsivas por las cargas eléctricas en el núcleo. También demuestra que los electrones y los positrones existen en el núcleo.
Consulte Teoría alternativa de todo para obtener más información.
Del mismo modo, demostramos que los átomos tienen un núcleo pequeño y que los núcleos están formados por protones y neutrones: experimentos de dispersión.
A menudo se cita a Ernest Rutherford expresando su sorpresa cuando algunas partículas alfa, dirigidas a una delgada película de metal, se dispersaron hacia atrás: lo comparó con un caparazón de 15 pulgadas que rebota desde una hoja de papel de seda. La razón por la que esto sucede es que la delgada película de metal está compuesta principalmente de espacio vacío, con pequeños núcleos atómicos muy densos en el medio. La mayoría de las partículas alfa simplemente vuelan a través de la lámina de metal sin toparse con nada, pero las que golpean un núcleo pueden dispersarse hacia atrás. Así es como podemos probar la existencia de núcleos atómicos.
Levanta un poco la energía, y puedes repetir el mismo experimento sondeando el interior de un núcleo, descubriendo el protón y el neutrón. Levanta la energía un poco más, y ahora estás sondeando el interior de un protón.
Haces una gran pregunta. Como sucedió, estaba recibiendo mi educación universitaria en Física justo cuando se pensó la idea de los quarks, alrededor de 1968 más o menos. Fue fascinante todas las “opiniones personales” que los profesores y estudiantes tenían.
En cualquier caso, hasta ahora, nadie ha realizado ningún experimento que confirme que existen los quarks, o incluso que existan varias combinaciones de quarks en varias partículas. Por lo que veo, “El jurado aún está fuera” sobre este tema. ¿”Yo” creo que existen los quarks? Tal vez. Pero la base de la Física es luchar por tener una “lógica estrictamente estricta” detrás de cada concepto que creemos, y no estoy seguro de que aún estemos allí.
Entonces, probablemente NO PUEDO expresar una opinión sólida sobre su pregunta. Tal vez USTED o cualquiera de los miles o millones de futuros investigadores descubrirán un experimento único que confirmará o negará su existencia algún día. Perdón por no tener una buena respuesta para tu gran pregunta.