Ahora sabemos que los protones consisten en tres quarks porque estos fueron predichos y luego confirmados por numerosos experimentos con aceleradores (especialmente aquellos en SLAC) .
Científicos como Murray Gell-Mann y Zweig intentaban explicar por qué los hadrones (el superconjunto de bariones y mesones; los bariones incluyen protones) encajan en algunos fascinantes esquemas de clasificación llamados el Óctuple . ¡Así que finalmente se les ocurrió la idea de los quarks y lo llamaron el modelo Quark! ¿Cómo? Bueno, tratemos de obtener el ‘sabor’ 😉
El siguiente diagrama es una representación del Camino Óctuple para los ocho bariones más ligeros:
- ¿Qué sucede cuando 2 protones chocan entre sí?
- ¿Cómo se crea el deuterio (un neutrón y un protón) a partir de dos protones ya que un neutrón tiene más energía y masa que un protón?
- ¿En qué se diferencian los neutrones y los protones?
- ¿Por qué el número de protones en un átomo afecta sus propiedades tan dramáticamente?
- Si el quark inferior tiene una masa cuatro veces mayor que la de un protón, ¿qué pasaría si fuera bombardeado por una corriente de protones en el LHC?
Este grupo se conoce como el octeto bariónico. Básicamente es un esquema de clasificación basado en la carga y la extrañeza de las partículas. De hecho, también hay otros grupos, por ejemplo, el octeto de mesón (para los ocho mesones más ligeros que forman un patrón hexagonal similar) y el desacoplamiento bariónico (una matriz triangular para diez bariones más pesados).
Esta simetría muy interesante está representada matemáticamente por elementos de lo que se conoce como el grupo SU (3). El 3 significa que hay 3 unidades básicas que se pueden permutar para llenar los puntos de las representaciones. Estas unidades no eran más que los quarks ‘arriba’, ‘abajo’ y ‘extraños’ . Ahora, describir esta simetría y estudiarla requiere conocimiento de la teoría de grupos. Pero en términos simples: una combinación diferente de quarks conducirá a diferentes partículas del octeto descrito anteriormente. Dependiendo de las propiedades y los números cuánticos de estos quarks, las partículas resultantes derivarán sus respectivas propiedades y números cuánticos. El protón es uno de esos bariones que luego se puede encontrar que es una combinación de quarks de arriba hacia abajo . Es la simetría la que establece el contenido de quark de estos bariones.
Incluso si estos quarks están atrapados dentro de los hadrones, no significa que sean inaccesibles para el estudio experimental. Esto fue logrado por los aceleradores en Stanford (SLAC) y más tarde en el CERN. La idea era similar a la dispersión de Rutherford. En estos experimentos de “dispersión inelástica profunda” se encontró que la carga del protón se concentra en pequeños bultos, tal como los resultados de Rutherford indicaron que la carga positiva en un átomo se concentra en el núcleo. Sin embargo, lo interesante fue que en el caso de los protones, la evidencia sugiere tres bultos . Este fue el primer soporte no concluyente para el modelo de quark. Los descubrimientos posteriores de partículas indicaron un fuerte apoyo para el modelo de quark y, finalmente, también se descubrieron los otros quarks.
Espero que esto responda la consulta.
Sugerencias y correcciones son bienvenidas.
PD Uno puede referirse a: Introducción a las partículas elementales, Griffiths D. J. Gracias Shivangi por el A2A.
