Quark

Quark

Un protón, compuesto por dos quarks up y un quark abajo. (El la asignación de colores de quarks individuales no es importante, sólo que todos los tres colores estén presentes).
Composición	Partícula elemental
Estadística	Fermiónica
Generación	Primero, segundo, tercero
Interacciones	El electromagnetismo , gravitación , Fuerte, Débil
Símbolo	q
Antipartícula	Antiquark (q)
Teorizado	Murray Gell-Mann (1964) George Zweig (1964)
Descubierto	SLAC (~ 1968)
Tipos	6 ( arriba, abajo, extraño, encanto, parte inferior, y superior)
Carga eléctrica	+ 2/3 e, - 1/3 e
Cargo Color	Sí
Vuelta	1/2
Número de bariones	1/3

Un quark (pron .: / k w ɔr k / O / k w ɑr k /) Es una partículas elementales y un componente fundamental de la materia . Los quarks se combinan para formar partículas compuestas llamadas hadrones, los más estables de los cuales son los protones y los neutrones , los componentes de los núcleos atómicos . Debido a un fenómeno conocido como confinamiento color, quarks nunca se observan o se encuentra en aislamiento directamente; que sólo pueden encontrarse dentro de los hadrones, por ejemplo, bariones (de los cuales los protones y los neutrones son ejemplos), y mesones. Por esta razón, gran parte de lo que se conoce acerca de los quarks se ha elaborado a partir de observaciones de los propios hadrones.

Hay seis tipos de quarks, conocidos como sabores: arriba, abajo, extraño, encanto, parte inferior, y parte superior. Arriba y abajo de quarks tienen las tarifas más masas de todos los quarks. Los quarks más pesados cambian rápidamente en quarks arriba y abajo a través de un proceso de decaimiento de partículas: la transformación de un estado superior de masas a un estado inferior de masas. Debido a esto, quarks arriba y abajo son generalmente estables y el más común en el universo , mientras que extraño, encanto, superior e inferior quarks sólo se pueden producir en alta energía colisiones (tales como los que implican los rayos cósmicos y en aceleradores de partículas).

Los quarks tienen varias propiedades intrínsecas, incluyendo la carga eléctrica , carga de color, masa , y giro. Los quarks son las únicas partículas elementales en el Modelo Estándar de la física de partículas a experimentar las cuatro interacciones fundamentales, también conocidas como fuerzas fundamentales ( electromagnetismo , gravitación , interacción fuerte, y interacción débil), así como las partículas sólo conocidas cuyos cargas eléctricas no son enteros múltiplos de la carga elemental. Para todos los sabores de quarks hay un tipo correspondiente de antipartícula, conocido como un antiquark, que difiere de la quark sólo en que algunas de sus propiedades tienen igual magnitud pero de signo contrario.

La modelo de quarks fue propuesta independientemente por los físicos Murray Gell-Mann y George Zweig en 1964. Los quarks se introdujeron como parte de un plan de ordenación de los hadrones, y había poca evidencia de su existencia física hasta profundos experimentos de dispersión inelástica en el Centro del Acelerador Lineal de Stanford en 1968. Desde entonces se han observado todos los seis sabores de quarks en los experimentos con aceleradores; la quark top, primero observado en Fermilab en 1995, fue el último en ser descubierto.

Clasificación

Seis de las partículas en el Modelo Estándar son quarks (en púrpura). Cada una de las tres primeras columnas forma una generación de la materia.

El Modelo Estándar es el marco teórico que describe toda la actualmente conocida partículas elementales, así como la Bosón de Higgs. Este modelo contiene seis sabores de quarks (q), nombrados hasta (u), hacia abajo (d), extraño (s), encanto (c), inferior (b), y superior (t). Antipartículas de quarks se llaman antiquarks, y se indican con una barra sobre el símbolo para el quark correspondiente, u por un antiquark arriba. Al igual que con antimateria en general, antiquarks tienen la misma masa, curso de la vida, y el giro como sus respectivos quarks, pero la carga eléctrica y la otra media cargos tienen el signo opuesto.

Los quarks son spin _^1/2 partículas, lo que implica que son fermiones de acuerdo con la spin-estadísticas teorema. Están sujetos a la Principio de exclusión de Pauli, que establece que dos fermiones idénticos no pueden ocupar simultáneamente el mismo estado cuántico. Esto está en contraste con bosones (partículas con spin entero), cualquier número de los cuales pueden estar en el mismo estado. Desemejante leptones, quarks poseen carga de color, lo que hace que se involucran en la fuerte interacción. La atracción resultante entre diferentes quarks provoca la formación de partículas de material compuesto conocido como hadrones (ver " la interacción y color carga fuerte "a continuación).

Los quarks que determinan la números cuánticos de hadrones se llaman quarks de valencia; Aparte de estos, cualquier hadrón puede contener un número indefinido de virtual (o mar) quarks, antiquarks, y gluones que no influyen en sus números cuánticos. Hay dos familias de hadrones: bariones, con tres quarks de valencia, y mesones, con un quark y un antiquark valencia. Los bariones más comunes son el protón y el neutrón, los bloques de construcción del núcleo atómico . Un gran número de los hadrones son conocidos (véase lista de bariones y lista de los mesones), la mayoría de ellos diferencian por su contenido quark y las propiedades de estos quarks constituyentes confieren. La existencia de hadrones "exóticos" con más quarks de valencia, tales como tetraquarks (q q q q) y pentaquarks (q q q q q), se ha conjeturado pero no probada.

Fermiones elementales se agrupan en tres generaciones, cada una compuesta por dos leptones y dos quarks. La primera generación incluye quarks arriba y abajo, los segundos quarks extraños y encanto, y el tercio inferior y superior quarks. Todas las búsquedas de una cuarta generación de quarks y otros fermiones elementales han fallado, y hay fuerte evidencia indirecta de que no haya más de tres generaciones. Las partículas en las generaciones más altas generalmente tienen mayor masa y menos estabilidad, haciendo que se decadencia en partículas de menor generación por medio de interacciones débiles. Sólo quarks primera generación (arriba y abajo) ocurren comúnmente en la naturaleza. Quarks más pesados sólo se pueden crear en las colisiones de alta energía (como en los relacionados rayos cósmicos) y decaimiento rápido; sin embargo, se cree que han estado presentes durante las primeras fracciones de segundo después del Big Bang , cuando el universo estaba en una fase muy caliente y denso (el quark época). Estudios de quarks más pesados se llevan a cabo en condiciones creadas artificialmente, como en aceleradores de partículas.

Tener carga eléctrica, masa, carga de color y sabor, los quarks son las únicas partículas elementales conocidas que se dedican a las cuatro interacciones fundamentales de la física contemporánea: el electromagnetismo, gravitación, fuerte interacción, y la interacción débil. La gravitación es demasiado débil para ser relevante para las interacciones de partículas individuales, excepto en los extremos de la energía ( Planck de energía) y distancia (escalas Planck distancia). Sin embargo, puesto que ningún éxito la teoría cuántica de la gravedad existe, la gravitación no es descrita por el modelo estándar.

Consulte la tabla de propiedades siguientes para una descripción más completa de las propiedades de los seis sabores de quarks.

Historia

Murray Gell-Mann en TED en 2007. Gell-Mann y George Zweig propuso el modelo de quarks en 1964.

El modelo de quarks fue propuesta independientemente por los físicos Murray Gell-Mann y George Zweig en 1964. La propuesta se produjo poco después de 1961 la formulación de Gell-Mann de un sistema de clasificación de partículas conocido como el Óctuple Camino -o, en términos más técnicos, SU (3) simetría sabor. Físico Yuval Neeman había desarrollado independientemente un esquema similar al Camino Óctuple en el mismo año.

En el momento de la creación de la teoría de los quarks, el " zoológico de partículas "incluye, entre otras partículas, una multitud de hadrones. Gell-Mann y Zweig postularon que no eran partículas elementales, sino que fueron compuestas por combinaciones de quarks y antiquarks. Su modelo implicó tres sabores de quarks- arriba, abajo, y extraño a los que atribuyen propiedades como giro y carga eléctrica. La reacción inicial de la comunidad de la física a la propuesta fue mixta. Había particular, la afirmación acerca de si el quark era una entidad física o una abstracción utilizado para explicar conceptos que no se entienden bien en el momento.

En menos de un año, se propusieron extensiones al modelo de Gell-Mann-Zweig. Sheldon Lee Glashow y James Bjorken predijo la existencia de un cuarto sabor de quark, que llamaron encanto. La adición se propone, ya que permitió una mejor descripción de la interacción débil (el mecanismo que permite a los quarks decaigan), igualó el número de quarks conocidos con el número de conocidos leptones, e implicaban un fórmula de la masa que se reproduce correctamente las masas de la conocida mesones.

En 1968, profundos experimentos de dispersión inelástica en el Acelerador de Stanford Centro lineal (SLAC) mostró que el protón contenía mucho más pequeño, objetos puntuales y por lo tanto no era una partícula elemental. Los físicos eran reacios a identificar estos objetos con los quarks en el momento, en lugar llamándolos " partones "-un término acuñado por Richard Feynman . Los objetos que se observaron en el SLAC más tarde sería identificado como quarks arriba y abajo como se descubrieron los otros sabores. Sin embargo, "Parton" sigue en uso como un término colectivo para los constituyentes de hadrones (quarks, antiquarks, y gluones).

La extraña existencia del quark fue indirectamente validado por los experimentos de dispersión de SLAC: No sólo era un componente necesario de Gell-Mann y modelo de tres quarks de Zweig, pero proporcionó una explicación para la kaón (K) y pion (π) hadrones descubiertos en los rayos cósmicos en 1947.

En un documento de 1970, Glashow, John Iliopoulos y Luciano Maiani presentó además el razonamiento para la existencia de la como-aún sin descubrir quark encanto. El número de sabores de quarks supuestos creció hasta los seis actuales en 1973, cuando Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa observó que la observación experimental de Violación CP podría explicarse si había otro par de quarks.

Quarks encanto se produjeron casi simultáneamente por dos equipos en noviembre de 1974 (véase Revolución de Noviembre) -uno en el SLAC bajo Burton Richter, y de uno en uno Laboratorio Nacional de Brookhaven bajo Samuel Ting. Se observaron los quarks encanto atado con antiquarks encanto en los mesones. Las dos partes habían asignado los mesones dos símbolos diferentes descubiertos, J y ψ; por lo tanto, se hizo conocido formalmente como el J / ψ mesón. El descubrimiento finalmente convenció a la comunidad de la física de la validez del modelo de quarks.

En los años siguientes una serie de sugerencias apareció para extender el modelo de quarks seis quarks. De estos, el documento de 1975 por Haim Harari fue el primero en acuñar los términos la parte superior y parte inferior de los quarks adicionales.

En 1977, el quark fondo fue observado por un equipo de la Fermilab dirigido por Leon Lederman. Este fue un fuerte indicador de la existencia del quark top: sin el quark top, el quark bottom habría sido sin pareja. Sin embargo, no fue hasta 1995 que el quark top finalmente se observó, también por la CDF y Los equipos realizan en el Fermilab. Tenía una masa mucho mayor de lo esperado, casi tan grande como anteriormente un oro átomo.

Etimología

Desde hace algún tiempo, Gell-Mann estaba indeciso sobre una ortografía real para el término que él pretende acuñar, hasta que encontró la palabra quark en James Joyce libro 's Finnegans Wake:

Tres quarks para Muster Mark!

Claro que no tiene mucho de una corteza

Y seguro que cualquier que lo tiene todo junto a la marca.

-James Joyce, Finnegans Wake

Gell-Mann entró en más detalles sobre el nombre del quark en su libro, El Quark y el Jaguar:

En 1963, cuando me asignaron el nombre "quark" para los constituyentes fundamentales de la nucleón, tuve el sonido primero, sin la ortografía, lo que podría haber sido "kwork". Luego, en una de mis perusals ocasionales de Finnegans Wake, de James Joyce, me encontré con la palabra "quark" en la frase "Tres quarks para Muster Marca". Desde "quark" (que significa, por un lado, el grito de la gaviota) fue la clara intención de rimar con "Marca", así como "corteza" y otras palabras, tuve que encontrar una excusa para pronunciarlo como "kwork ". Pero el libro representa el sueño de un publicano llamado Humphrey Chimpden Earwicker. Palabras en el texto se extrae típicamente de varias fuentes a la vez, como el " "palabras" valija A través del espejo y lo que Alicia encontró allí ". De vez en cuando, las frases se producen en el libro que están parcialmente determinada por la exigencia de bebidas en el bar. Me argumentaron, por tanto, que tal vez una de las múltiples fuentes de el grito" Tres quarks para Muster Marca "podrían ser" Tres cuartos de Mister Marcos ", en cuyo caso la pronunciación" kwork "no sería totalmente injustificado. En cualquier caso, el número tres encajaba a la perfección la forma quarks se producen en la naturaleza.

Zweig prefería el nombre as para la partícula que había teorizado, pero la terminología de Gell-Mann se dio a conocer una vez que el modelo de quarks había sido comúnmente aceptada.

Los sabores quark se les dio sus nombres para un número de razones. Los quarks arriba y abajo tienen el nombre de los componentes arriba y abajo de isospin , que llevan. Extrañas quarks se les dio su nombre porque fueron descubiertos a ser componentes de la partículas extrañas descubiertas en los rayos cósmicos años antes de que se propuso el modelo de quarks; estas partículas se considera "extraño" porque tuvieron vidas excepcionalmente largas. Glashow, que coproposed quark charm con Bjorken, es citado diciendo, "Llamamos a nuestro constructo del" quark encantado ', por que estábamos fascinados y encantados con la simetría que trajo al mundo subnuclear. " Los nombres "inferiores" y "superiores", acuñado por Harari, fueron elegidos porque son "socios lógicos para quarks arriba y abajo". En el pasado, los quarks inferior y superior son a veces referidas como "belleza" y "verdad", respectivamente, pero estos nombres han caído un poco en desuso. Mientras que la "verdad" nunca tuvo éxito, complejos acelerador dedicadas a la producción masiva de quarks inferiores a veces se les llama " fábricas de belleza ".

Propiedades

Carga eléctrica

Los quarks tienen fraccionarias valores de carga eléctrica - ya sea _^1/3 o _^2/3 veces los carga elemental, dependiendo de sabor. Arriba, el encanto, y quarks top (denominados colectivamente como hasta de tipo quarks) tienen una carga de + _^2/3, mientras que abajo, extraños, e inferior (abajo quarks de tipo quarks) tienen - _^1/3. Antiquarks tienen la carga opuesta a sus correspondientes quarks; hasta de tipo antiquarks tienen cargos de - _^3.2 y abajo de tipo antiquarks tienen cargas de + _^1/3. Dado que la carga eléctrica de una hadrones es la suma de las cargas de los quarks constituyentes, todos los hadrones tienen cargas enteros: la combinación de tres quarks (bariones), tres antiquarks (antibariones), o un quark y un antiquark (mesones) siempre resulta en cargos enteros. Por ejemplo, los componentes de hadrones de los núcleos atómicos, los neutrones y protones, tienen cargos de 0 y 1, respectivamente; el neutrón está formado por dos quarks abajo y un quark up, y el protón de dos quarks arriba y un quark abajo.

Vuelta

Spin es una propiedad intrínseca de las partículas elementales, y su dirección es un importante grado de libertad. A veces se visualiza como la rotación de un objeto alrededor de su propio eje (de ahí el nombre " girar "), aunque este concepto es un tanto equivocada a escalas subatómicas, porque las partículas elementales se cree que son puntual.

Girar puede ser representado por un vector cuya longitud se mide en unidades de la reducción constante h de Planck (pronunciado "h bar"). Para quarks, una medición del vector de giro componente a lo largo de cualquier eje sólo puede producir los valores + H / 2 o - H / 2; por esta razón quarks se clasifican como spin _^1/2 partículas. El componente de giro a lo largo de un determinado-por eje convención el eje-z es a menudo indican mediante una flecha ↑ hasta por el valor + _^1/2 y la flecha hacia abajo ↓ para el valor - _^medio, colocado después del símbolo para el sabor. Por ejemplo, un quark arriba con un giro de + _^1/2 a lo largo del eje z se denota por u ↑.

Interacción débil

Diagrama de Feynman de desintegración beta con el tiempo que fluye hacia arriba. La matriz CKM (discutido más adelante) codifica la probabilidad de este y otros desintegraciones quark.

Un quark de un sabor puede transformar en un quark de otro sabor sólo a través de la interacción débil, uno de los cuatro interacciones fundamentales de la física de partículas. Al absorber o emitir una Bosón W, cualquier quark up-tipo (arriba, encanto, y quarks top) pueden cambiar en cualquier quark down-tipo (abajo, extraño, y quarks inferiores) y viceversa. Este mecanismo hace que el sabor de transformación proceso radiactiva de desintegración beta, en la que un neutrón (n) "divisiones" en un protón (p), una de electrones (e -) y una antineutrino electrón (ν
e) (ver foto). Esto ocurre cuando uno de los quarks abajo en el neutrón (u d d) se desintegra en un quark arriba emitiendo un W virtuales - Higgs, transformando el neutrón en un protón (u u d). El W - bosón luego decae en un electrón y un antineutrino electrón.

Tanto desintegración beta y el proceso inverso de desintegración beta inversa se utilizan habitualmente en aplicaciones médicas tales como La tomografía por emisión de positrones (PET) y en experimentos de alta energía como la detección de neutrinos.

La fortalezas de las interacciones débiles entre los seis quarks. Los "intensidades" de las líneas están determinados por los elementos de la Matriz CKM.

Mientras que el proceso de transformación sabor es el mismo para todos los quarks, cada quark tiene una preferencia para transformar en el quark de su propia generación. Las tendencias relativas de todas las transformaciones de sabor se describen por una tabla matemática , denominada Cabibbo-Kobayashi-Maskawa matriz (matriz CKM). Los aproximadas magnitudes de las entradas de la matriz CKM son:

donde V _ij representa la tendencia de un quark de sabor i para cambiar en un quark de sabor j (o viceversa).

Existe una matriz equivalente débil interacción para leptones (lado derecho de la W de Higgs en el diagrama de desintegración beta arriba), llamado el Matriz de Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata (matriz PMN). Juntos, el CKM y matrices PMN describen todas las transformaciones de sabor, pero los vínculos entre los dos aún no están claras.

Fuerte interacción y la carga de color

Todos los tipos de hadrones tienen carga total del color cero.

El patrón de fuertes cargas para los tres colores de quark, tres antiquarks, y ocho gluones (con dos de carga cero superposición).

De acuerdo a QCD, los quarks poseen una propiedad llamada carga de color. Hay tres tipos de carga de color, arbitrariamente etiquetados azul, verde, y rojo. Cada uno de ellos se complementa con un antiblue anticolor-, antiverde y antired. Cada quark lleva un color, mientras que cada antiquark lleva un anticolor.

El sistema de atracción y repulsión entre quarks cargados con diferentes combinaciones de los tres colores se llama fuerte interacción, que está mediada por partículas de fuerza llevar conocido como gluones; esto se discute en detalle a continuación. La teoría que describe las interacciones fuertes se llama cromodinámica cuántica (QCD). Un quark acusado de un valor de color puede formar un sistema ligado con un antiquark que lleva el anticolor correspondiente; tres quarks (anti), uno de cada color (anti), estarán igualmente obligados juntos. El resultado de dos quarks que atraen será neutralidad de color: un quark con ξ carga de color más un antiquark con carga de color - ξ se traducirá en una carga de color de 0 (o color "blanco") y la formación de un mesón. Análoga a la modelo de color aditivo en base óptica , la combinación de tres quarks o tres antiquarks, cada uno con diferentes cargas de color, dará lugar a la misma "blanco" carga de color y la formación de un barión o antibarión.

En la física de partículas moderna, calibrar simetrías, una especie de simetría grupo se relacionan las interacciones entre las partículas (véase Teorías Gauge). Color SU (3) (comúnmente abreviado como SU (3) _c) es la simetría gauge que relaciona la carga de color en quarks y es la simetría de definición para la cromodinámica cuántica. Así como las leyes de la física son independientes de que las direcciones del espacio se designan x, y, z, y permanecen sin cambios si los ejes de coordenadas se rotan a una nueva orientación, la física de la cromodinámica cuántica es independiente de que las direcciones en tres dimensiones espacio de color se identifican como azul, rojo y verde. SU (3) _c transformaciones de color corresponden a las "rotaciones" en el espacio de color (que, matemáticamente hablando, es un espacio complejo). Cada sabor quark f, cada uno con subtipos _B f, f _G, f _R corresponden a los colores quark, forma un triplete: una de tres componentes cuántica de campos que se transforma bajo la fundamental representación de SU (3) _c. El requisito de que SU (3) _c debe ser local, es decir, que sus transformaciones se permitirá a variar con el espacio y el tiempo determina las propiedades de la interacción fuerte, en particular, la existencia de ocho tipos de gluones que actúan como sus portadores de fuerza.

Masa

Masas de los quarks actuales de los 6 sabores en comparación, como bolas de volúmenes proporcionales. protones y electrones (rojo) se muestran en la esquina inferior izquierda de la escala

Dos términos se utilizan para referirse a la masa de un quark: masa del quark actual se refiere a la masa de un quark por sí mismo, mientras masa del quark constituyente se refiere a la masa del quark actual más la masa de la gluón campo de partículas que rodea el quark. Estas masas típicamente tienen valores muy diferentes. La mayor parte de la masa de un hadrón proviene de los gluones que se unen los quarks constituyentes juntos, más que de los propios quarks. Mientras que los gluones son inherentemente sin masa, poseen energía, más específicamente, cromodinámica cuántica vinculante energía (QCBE) -y esto es lo que contribuye grandemente a la masa total de la hadrones (ver masa en la relatividad especial). Por ejemplo, un protón tiene una masa de aproximadamente 938 MeV / c ^2, de los cuales la masa en reposo de sus tres quarks de valencia sólo aporta aproximadamente 11 MeV / c ^2; gran parte del resto se puede atribuir a QCBE los gluones.

Postula el Modelo Estándar que las partículas elementales obtienen sus masas de la Mecanismo de Higgs, que está relacionada con la Bosón de Higgs. Los físicos esperan que nuevas investigaciones sobre las razones de la gran masa del quark top, que resultó ser aproximadamente igual a la de un núcleo de oro (~ 171 GeV / c ^2), podría revelar más sobre el origen de la masa de los quarks y otros partículas elementales.

Tabla de propiedades

La siguiente tabla resume las propiedades clave de los seis quarks. Números cuánticos Flavor ( isospin (I _3), encanto (C), extrañeza (S, que no debe confundirse con spin), topness (T), y bottomness (B ')) se asignan a ciertos sabores de quarks, y denotan cualidades de los sistemas y los hadrones basadas en quarks. La número de bariones (B) es + ^_1/3 para todos los quarks, como bariones están hechos de tres quarks. Para antiquarks, la carga eléctrica (Q) y todos los números cuánticos de sabor (B, I _3, C, S, T y B ') son de signo opuesto. Misa y momento angular total (J; igual a girar por partículas puntuales) no cambie la muestra para las antiquarks.

Interactuar quarks

Según lo descrito por cromodinámica cuántica, la interacción fuerte entre quarks está mediada por gluones, sin masa vector bosones gauge. Cada gluón lleva una carga de color y un cargo anticolor. En el marco estándar de las interacciones de partículas (parte de una formulación más general conocido como teoría de la perturbación), los gluones se intercambian constantemente entre quarks a través de un emisión virtual y proceso de absorción. Cuando un gluón se transfiere entre los quarks, un cambio de color se produce en ambos; por ejemplo, si un quark rojo emite un gluón rojo antiverde, se convierte en verde, y si un quark verde absorbe un gluón rojo Antigreen, se convierte en rojo. Por lo tanto, mientras que el color de cada quark cambia constantemente, se conserva su fuerte interacción.

Desde gluones llevan la carga de color, ellos mismos son capaces de emitir y absorber otros gluones. Esto causa libertad asintótica: como quarks se acercan el uno al otro, la fuerza vinculante chromodynamic entre los debilita. Por el contrario, como la distancia entre quarks aumenta, la fuerza vinculante fortalece. El campo de color se convierte en estrés, tanto como una banda elástica se subraya cuando se estira, y más gluones de color apropiado son creados espontáneamente para fortalecer el campo. Por encima de un umbral de energía determinada, pares de quarks y antiquarks se crean. Estos pares se unen a los quarks se separan, causando nuevos hadrones a la forma. Este fenómeno se conoce como confinamiento de color: los quarks nunca aparecen de forma aislada. Este proceso de hadronization se produce antes de quarks, formados en una colisión de alta energía, son capaces de interactuar de cualquier otro modo. La única excepción es el quark top, que puede decaer antes de que hadronizes.

Quarks Mar

Hadrones, junto con el quarks de valencia (q
v) que contribuyen a su números cuánticos, contienen pares conocidos como quarks mar quark-antiquark virtual (q q) (q
s). Sea quarks forman cuando un gluón de divisiones de campo de color de la hadrones; Este proceso también funciona a la inversa en la que la aniquilación de dos quarks mar produce un gluón. El resultado es un flujo constante de divisiones de gluones y creaciones coloquialmente conocidas como "el mar". Quarks mar son mucho menos estables que sus contrapartes de valencia, y por lo general se aniquilan entre sí en el interior de la hadrones. A pesar de esto, los quarks mar pueden hadronize en partículas bariónicas o mesónicos bajo ciertas circunstancias.

Otras fases de la materia de quarks

Una representación cualitativa de la diagrama de fases de la materia de quarks. Los detalles precisos del diagrama son objeto de una investigación en curso.

En condiciones suficientemente extremas, los quarks pueden convertirse deconfined y existir como partículas libres. En el curso de libertad asintótica, la interacción fuerte se vuelve más débil a temperaturas más altas. Finalmente, el confinamiento del color se perdería y extremadamente calurosos plasma estaría formado por quarks y gluones se mueven libremente. Esta fase teórica de la materia se llama plasma de quarks y gluones. Las condiciones exactas necesarias para dar lugar a este estado son desconocidos y han sido objeto de una gran cantidad de especulación y experimentación. Una estimación reciente pone la temperatura necesaria en 1,90 ± 0,02 × 10 ¹² Kelvin . Mientras que un estado de quarks y gluones completamente gratis nunca se ha logrado (a pesar de numerosos intentos de CERN en los años 1980 y 1990), experimentos recientes en el Relativista de Iones Pesados han arrojado evidencia de quark-líquido como la materia exhibiendo "casi perfecto" movimiento fluido.

El plasma quark-gluón se caracteriza por un gran aumento en el número de pares quark más pesados en relación con el número de arriba y abajo pares quark. Se cree que en el período anterior al 10 ^-6 segundos después del Big Bang (la quark época), el universo estaba lleno de plasma de quarks-gluones, ya que la temperatura era demasiado alta para hadrones sean estables.

Teniendo en cuenta las densidades suficientemente alta bariónicas y temperaturas relativamente bajas, posiblemente comparable a los encontrados en Se espera que importa estrellas de neutrones-quark a degenerar en un Fermi líquido de quarks de interacción débil. Este líquido se caracteriza por una condensación de quark color Pares de Cooper, con ello romper el SU (3) _c simetría local. Debido pares quark Cooper albergan carga de color, una fase de la materia de quarks sería superconductor de color; es decir, la carga de color sería capaz de pasar a través de él sin resistencia.