Quarks...

Buenas a todos a una nueva entrada en "Quarks y Terabytes". Hoy os escribe Set Point, que llevará el blog junto con Pakkum y Gullin-Bustin. De mí no os puedo explicar gran cosa, tan sólo que soy un estudiante y un gran amante de la física, las matemáticas y de las ciencias en general. Yo, al igual que mis dos compañeros, me encargaré de escribir sobre los temas que me apasionan y creo que debo dar a conocer. Y si puede ser de un modo sencillo, mejor que mejor. Pues, sin más dilación, me doy por presentado y espero que disfrutéis con el tema que trataré hoy.

La verdad es que nos pareció bien empezar el blog explicando un poco el título del mismo. "Quarks y Terabytes" no parece un nombre normal y corriente y quizás más de uno no sepa qué es un quark o un terabyte. El término quark no es de los más conocidos, así que supongo que no estaría mal explicar aquí qué es exactamente, para qué sirve y dónde podemos encontrar uno. Por lo tanto, en las próximas líneas intentaré explicar con relativa exactitud todo lo referente a éste término que forma parte del nombre del blog...

Antes de empezar, debo deciros que no se puede hablar de quarks sin hablar antes de átomos, de manera que os haré una pequeña introducción: ¿qué es un átomo?

Dibujo esquemático de un átomo

Nosotros los humanos, vivimos en la Tierra, rodeados de "cosas", eso no lo negaréis. Pues bien, todas esas "cosas" están hechas de materia. Todo lo que conocemos en la tierra es materia: la pantalla del ordenador que estás mirando, el aire que respiras ahora mismo, etc. Y la materia, ¿de qué está hecha? La verdad es que toda la materia que nos rodea está formada, en su nivel más básico, de átomos. Entonces, podemos definir el átomo como la unidad básica de la materia.

Pero la cosa no acaba aquí: el átomo no es simple, sino que es una estructura más formada por elementos llamados partículas subatómicas. La estructura de un átomo es bastante simple: tiene un núcleo, al rededor del cual giran unas pequeñas partículas llamadas electrones. El núcleo, a su vez, está formado por protones y por neutrones. Los electrones están cargados negativamente (esto es, tienen carga eléctrica de tipo negativa). Los protones del núcleo están cargados positivamente, y tienen carga eléctrica positiva. Los neutrones del núcleo no tienen carga. De ese modo tenemos que los objetos cargados positivamente atraen a los que están cargados negativamente, así que los protones del núcleo atraen a los electrones, y gracias a esta atracción, los electrones giran alrededor del núcleo del átomo (este efecto es parecido al que ocurre con la Tierra y el Sol).


Más adelante hablaremos con más profundidad sobre el átomo, pero de momento ya está bien. Pero, ¿y los quarks?


Para encontrarnos con los quarks hay que ir a buscar más adentro. Los quarks son las partículas de las que están hechos los neutrones y los protones. Para empezar, definiremos los quarks y más tarde explicaremos cómo éstos forman los protones y neutrones.


Un quark es lo que se llama una partícula elemental. Se podría decir que es el constituyente más pequeño de la materia (no está hecho de más cosas). Es un tipo de partícula llamada fermión y hay 6 tipos diferentes de quarks, cada uno con sus características. Hay quarks que tienen carga positiva y quarks con carga negativa. Por ejemplo, los quarks up tienen una carga positiva de +2/3 y los quarks down tienen carga negativa de -1/3. 

Esto es un neutrón: 2 quarks tipo "down" (d) y 1 tipo "up" (u)

A partir de aquí tenemos que los protones están formados por la combinación de 3 quarks (2 de tipo "up" y uno de tipo "down") y los neutrones están formados por 2 quarks de tipo "down" y uno de tipo "up". Gracias a diferentes tipos de combinaciones de quarks los protones tienen carga positiva y los neutrones no tienen carga. Hay más características que definen al quark, como su masa, su espín o su sabor, pero son temas que quizás trataremos en un futuro ya que son algo más específicos y complejos.


Perfecto. Ahora ya sabemos de qué están hechos los protones y los neutrones, que a su vez constituyen el núcleo del átomo. ¿Qué pasa con los electrones? La verdad es que el electrón es un leptón, que ya es en sí mismo una partícula elemental, al igual que el quark. Así que, a diferencia del protón o el neutrón, el electrón no está compuesto por partículas más pequeñas. Como los quarks, hay diferentes tipos de leptones, y los electrones son un tipo de leptón con carga negativa. Si vamos más lejos nos metemos de lleno en terreno de la física de partículas, tema en el que ahora no voy a introducirme y quizás lo haga en un futuro, si tenéis interés en ello.


Y esto es todo, amigos! Hoy hemos visto un poco por encima qué son los átomos y de qué están hechos en los más profundo. Es de este modo que nos hemos encontrado con los quarks, unas pequeñas partículas que dan nombre a nuestro blog. Espero que hayáis aprendido algo nuevo hoy, y ya sabéis, si no entendéis algo estoy yo, o mis dos compañeros de blog para contestar a vuestras dudas y preguntas. 


Hasta la próxima!