Modelo de quarks

ÔĽŅ
Modelo de quarks
Un noneto de un mesón pseudoescalar. Miembros de un octeto se muestran en verde, en magenta el solitario.

En f√≠sica, el modelo de quarks es un esquema de clasificaci√≥n de hadrones en t√©rminos de sus quarks de valencia, p.e. el quark (y el antiquark) que den lugar a n√ļmeros cu√°nticos de hadrones. Estos n√ļmeros cu√°nticos son las etiquetas de identificaci√≥n de los hadrones y son de dos tipos. Vienen de la simetr√≠a de Poincar√© ‚ÄĒ JPC(m) (donde J es el momento angular, P la paridad intr√≠nseca, y C la paridad de carga conjugada). El resto son n√ļmeros cu√°nticos de sabor tales como el isosp√≠n, I. Cuando tres sabores de quarks son tomados en cuenta, el modelo quark es tambi√©n conocido como las ocho maneras, despu√©s el octeto de mesones de la figura.

El modelo quark usa las asignaciones est√°ndar de los n√ļmeros cu√°nticos de quarks ‚ÄĒ sp√≠n 1/2, n√ļmero bari√≥nico 1/3, carga el√©ctrica 2/3 de un quark arriba y -1/3 de los abajo y extra√Īo. Antiquarks tienen los n√ļmeros cu√°nticos opuestos. Los mesones son hechos de un par quark-antiquark de valencia y por lo tanto tienen un n√ļmero bari√≥nico cero. Los bariones son hechos de tres quarks y as√≠ tienen un unitario n√ļmero bari√≥nico. Este art√≠culo discute el modelo quark para el sabor SU(3), que envuelve los quarks arriba, abajo y extra√Īo. Hay generalizaciones de muchos n√ļmeros de sabores.

Contenido

Mesones

Mesones de espín 0 en forma de noneto.

La clasificación del camino de octeto es nombrada después de los siguientes hechos. Si se toma tres sabores de quarks, entonces los quarks se encuentran en una representación fundamental, de 3 (llamados tripletes) sabores SU(3). Los antiquarks se encuentran en una representación compleja conjugada 3*. Los nueve estados (noneto) hechos de un par pueden ser descompuestos en una representación trivial, 1 (llamado un simple), y la representación adjunta, 8 (llamado octeto). La notación para ésta descomposición es:

3 ‚äó 3*  =  8 + 1.

La primera figura muestra la aplicaci√≥n de esta descomposici√≥n de los mesones. Si la simetr√≠a de sabor fuera exacta, entonces todos los nueve mesones podr√≠an tener la misma masa. El contenido f√≠sico de la teor√≠a incluye la consideraci√≥n de la ruptura de la simetr√≠a inducida por las diferencias de las masas de los quarks y consideraciones de la mezcla entre varios m√ļltiples (tales como el octeto y un simple). La divisi√≥n entre ő∑ y ő∑' es m√°s larga que la que el modelo de quarks puede acomodar ‚ÄĒ un hecho llamado el rompecabezas ő∑-ő∑'. Esto se resuelve por instantones (v√©ase el art√≠culo del vac√≠o QCD).

Mesones de espín 1 en forma de noneto.

Los mesones son hadrones con n√ļmero bari√≥nico cero. Si un par quark-antiquark esta en un estado de momento orbital angular L y tiene un esp√≠n S, entonces:

  • |L-S| ‚ȧ J ‚ȧ L+S, donde S = 0 o 1.
  • P = (-1)L+1, donde el "1" en el exponente aparece de la paridad intr√≠nseca en el antiquark.
  • C = (-1)L+S para mesones que no tienen sabor. Los mesones con sabor tienen valor indefinido de C.
  • Para el estado isosp√≠n I = 1 y 0, se puede definir un nuevo n√ļmero cu√°ntico multiplicativo llamado paridad G tal que G = (-1)I+L+S.

Claramente si P = (-1)J, (llamado estado de paridad natural) entonces S = 1 y por lo tanto PC = 1. Todos los otros n√ļmeros cu√°nticos son llamados ex√≥ticos, como es en el estado 0--. Una lista de mesones est√° disponible en wikipedia.

Bariones

El S=1/2 de un campo octeto bariónico.

Desde que los quarks son fermiones, el teorema estad√≠stica-esp√≠n implica que la funci√≥n de onda de un bari√≥n deba ser antisim√©trico bajo intercambio de quarks. Esa funci√≥n de onda antisim√©trica se obtiene al hacerlo totalmente antisim√©trico en color y sim√©trico en sabor, el esp√≠n y el espacio se los une. Con tres sabores, la descomposici√≥n en sabores es ::3 ‚äó 3 ‚äó 3 = 10S + 8M + 8M + 1A. El decupleto es sim√©trico en sabor, el simple antisim√©trico y los dos octetos tienen simetr√≠a mixta. Las partes esp√≠n y espacio de los estados son por lo tanto mezclados una vez que el momento orbital angular este dado.

El S=3/2 decupleto bariónico.

Es √ļtil a veces pensar en el estado base de los quarks como seis estados de tres sabores y dos espines por cada sabor. Esta simetr√≠a aproximada se llama sabor-esp√≠n SU(6). En estos t√©rminos, la descomposici√≥n es:

6 ‚äó 6 ‚äó 6 = 56S + 70M + 70M + 20A.

Los 56 estados con combinación simétrica de espines y sabores está compuesta bajo sabor SU(3) en

56 = 103/2 + 81/2

donde el super√≠ndice denota el esp√≠n S del bari√≥n. Desde que esos estados son sim√©tricos en esp√≠n y sabor, ellos deben tambi√©n ser sim√©tricos en espacio ‚ÄĒ una condici√≥n que es f√°cilmente satisfecha al hacerle al momento angular orbital L=0. Hay el campo de estados bari√≥nicos. Los bariones octetos son n, p, ő£0,¬Ī, őě0,-, őõ. Los bariones decupletos son őĒ0,¬Ī,++, ő£0,¬Ī, őě0,-, ő©-. Mezclando los bariones, las masas se particionan con y entre los multipletes, y los momentos magn√©ticos son algunas de otras preguntas que el modelo se refiere.

El descubrimiento del color

Los n√ļmeros cu√°nticos de color han sido usados desde el principio. Sin embargo, el color fue descubierto como una consecuencia de esta clasificaci√≥n cuando esta fue realizada el esp√≠n bari√≥nico S=3/2, la őĒ++ requer√≠a tres quarks arriba con espines paralelos y momentos angulares orbitales desapareciendo, y por lo tanto no podr√≠an tener una funci√≥n de onda antisim√©trica a menos que tengan un n√ļmero cu√°ntico escondido (debido al principio de exclusi√≥n de Pauli). Oscar Greenberg not√≥ este problema y lo sugiri√≥, en un art√≠culo escrito en 1964, que los quarks deber√≠an ser para-fermiones. El concepto de color fue definitivamente establecido en el art√≠culo de 1973 escrito conjuntuntamente por William Bardeen, Harald Fritzsch y Murray Gell-Mann, que apareci√≥ en el proceso de una conferencia en Frascati (ISBN 0-471-29292-3).

Estados fuera del modelo quark

Ahora que el modelo de quarks es entendido siendo derivable de la cromodin√°mica cu√°ntica, se entiende que la estructura de los hadrones es m√°s complicada que es revelada en este modelo. La funci√≥n de onda completa de cualquier hadr√≥n debe incluir pares de quarks virtuales como de gluones virtuales. Tambi√©n, puede haber hadrones que queden fuera del modelo de quarks. Entre estos hay los glueballs (que contienen un glu√≥n de valencia), h√≠bridos (que contienen quarks de valencia como tambi√©n gluones) y estados multiquark (como los mesones tetraquarks que contienen dos pares quark-antiquark como part√≠culas de valencia, o el bari√≥n pentaquark que contiene cuatro quarks y un antiquark en la valencia). Estos pueden ser ex√≥ticos, en estos los n√ļmeros cu√°nticos no pueden ser encontrados en los modelos de quarks (tales como mesones con P=(-1)J y PC=-1) o normal. Para leer m√°s sobre estos estados v√©ase el art√≠culo sobre hadrones ex√≥ticos.

Véase también


Referencias


Wikimedia foundation. 2010.

Mira otros diccionarios:

  • Modelo est√°ndar (detalles b√°sicos) ‚ÄĒ Saltar a navegaci√≥n, b√ļsqueda Para una descripci√≥n b√°sica, v√©ase Modelo est√°ndar de f√≠sica de part√≠culas. Este art√≠culo presenta una descripci√≥n del Modelo est√°ndar de la f√≠sica de part√≠culas que describe como interaccionan los leptones, quarks,… ‚Ķ   Wikipedia Espa√Īol

  • Modelo est√°ndar de f√≠sica de part√≠culas ‚ÄĒ Un √°tomo de Helio 4 seg√ļn el modelo est√°ndar, se muestra de color rojo las interacciones electromagn√©ticas y de color naranja las Fuertes ‚Ķ   Wikipedia Espa√Īol

  • Modelo electrod√©bil ‚ÄĒ Este art√≠culo o secci√≥n necesita referencias que aparezcan en una publicaci√≥n acreditada, como revistas especializadas, monograf√≠as, prensa diaria o p√°ginas de Internet fidedignas. Puedes a√Īadirlas as√≠ o avisar ‚Ķ   Wikipedia Espa√Īol

  • Condensado de quarks cima ‚ÄĒ En f√≠sica de part√≠culas, la teor√≠a del condensado de quarks cima es una alternativa al modelo est√°ndar en la cual un campo escalar de Higgs es reemplazo por un campo compuesto de quarks cima y sus antiquark. Est√°n unidos por una interacci√≥n de… ‚Ķ   Wikipedia Espa√Īol

  • Plasma de quarks-gluones ‚ÄĒ Saltar a navegaci√≥n, b√ļsqueda Un QGP es formado en el punto del choque de dos iones de oro relativistamente acelerados en el centro del detector STAR en el Colisionador de Iones Relativamente Pe ‚Ķ   Wikipedia Espa√Īol

  • Quark ‚ÄĒ Saltar a navegaci√≥n, b√ļsqueda Para el alimento, v√©ase queso quark. Quark ‚Ķ   Wikipedia Espa√Īol

  • F√≠sica de part√≠culas ‚ÄĒ La f√≠sica de part√≠culas es la rama de la f√≠sica que estudia los componentes elementales de la materia y las interacciones entre ellos.[1] Las part√≠culas fundamentales se subdividen en bosones (part√≠culas de esp√≠n entero, como por ejemplo 0, 1, 2 ‚Ķ   Wikipedia Espa√Īol

  • Sabor (f√≠sica) ‚ÄĒ Saltar a navegaci√≥n, b√ļsqueda Seg√ļn el modelo est√°ndar de f√≠sica de part√≠culas, se denomina sabor al atributo que distingue a cada uno de los seis quarks: u (up, arriba), d (down, abajo), s (strange, extra√Īo), c (charm, encantado), b (bottom,… ‚Ķ   Wikipedia Espa√Īol

  • Part√≠cula subat√≥mica ‚ÄĒ Esquema de un √°tomo de Helio, mostrando dos protones (en rojo), dos neutrones (en verde) y dos electrones (en amarillo). Una part√≠cula subat√≥mica es una part√≠cula m√°s peque√Īa que el √°tomo. Puede ser una part√≠cula elemental o una compuesta, a su… ‚Ķ   Wikipedia Espa√Īol

  • Hadr√≥n ‚ÄĒ Diferencia entre los bariones y los mesones ‚Ķ   Wikipedia Espa√Īol


Compartir el artículo y extractos

Link directo
… Do a right-click on the link above
and select ‚ÄúCopy Link‚ÄĚ

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.