Luarevista 2, enero-junio 2019
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Por<\/strong> Iv\u00e1n R. V\u00e1squez Ord\u00f3\u00f1ez – itsivanvasquez@gmail.com<\/strong><\/p>\n\n\n\n Alguna vez pensamos que los \u00e1tomos eran la parte m\u00e1s peque\u00f1a\nde la materia que podr\u00edamos observar, eso lo sabemos desde ni\u00f1os. Lo que nunca\nnos dijeron es que dentro del \u00e1tomo se lleva a cabo una lucha de proporciones\ntit\u00e1nicas entre los constituyentes del n\u00facleo, que estos constituyentes son\npeque\u00f1as part\u00edculas y que la fuerza que principalmente se cre\u00eda un\u00eda al \u00e1tomo,\nrealmente, en el n\u00facleo, queda relegada. Veamos, el n\u00facleo at\u00f3mico est\u00e1 siempre\ncompuesto por part\u00edculas llamadas protones y neutrones, unas son de carga\npositiva y otras, de carga neutra. Por leyes de la electricidad, las cargas de\nuna misma polaridad deben repelerse unas con otras, entonces, \u00bfno deber\u00edan los\nprotones salir volando del n\u00facleo y desintegrar el \u00e1tomo? \u00a1Sorprendentemente no\nes as\u00ed!: Existe algo m\u00e1s.<\/p>\n\n\n\n Existe, s\u00ed, una fuerza a\u00fan m\u00e1s intensa que la fuerza\nel\u00e9ctrica en el n\u00facleo y que es un mero remanente, un fantasma que sobrevivi\u00f3 a\nla lucha tit\u00e1nica dentro del n\u00facleo: \u201cla fuerza nuclear fuerte\u201d. Esta ha sido capaz de mantener\nunido el n\u00facleo desde el inicio del tiempo, por algo lleva ese nombre. Ahora\nbien, \u00bfqu\u00e9 ser\u00e1 el \u201cremanente\u00bb? Sucede que esta fuerza tiene un rango de\nacci\u00f3n muy corto y es m\u00e1s poderosa a escalas m\u00e1s peque\u00f1as que el n\u00facleo (o que\nlas part\u00edculas que lo componen), as\u00ed que gran parte de su poder lo enfoca en\notro asunto. Digamos que lo enfoca en \u201ccrear\u201d las part\u00edculas del n\u00facleo. Se\npodr\u00eda pensar que estas part\u00edculas eran\ntodo lo que hab\u00eda, pero no es del todo as\u00ed. Los f\u00edsicos invirtieron tanto\ntiempo estudiando los n\u00facleos que al final terminaron destruyendolos en mil\npedazos. Fueron muchas las cosas que salieron de all\u00ed y realmente eso era un\nindicio de que algo m\u00e1s acechaba en lo profundo de la materia, algo jam\u00e1s\ndetectado por ning\u00fan ser humano, algo m\u00e1s peque\u00f1o que lo m\u00e1s peque\u00f1o que,\ncre\u00edamos, exist\u00eda.<\/p>\n\n\n\n As\u00ed se descubrieron los quarks en 1964. Quark es un nombre realmente curioso y novelesco, fue adoptado por Murray Gell-Mann, uno de sus proponentes (M. Gell-Mann, Phys. Lett., 1964, pp. 214. En: 10.1016\/S0031-9163(64)92001-3<\/a>), junto a George Zweig (G. Zweig, 1980, Developments in the Quark Theory of Hadrons<\/em>, Volume 1<\/em>. Indiana: Edited by D. Lichtenberg and S. Rosen, pp. 22-101). El nombre se deriva del sonido `kwork\u2019<\/em> que Gell-Mann hab\u00eda querido adoptar para estas part\u00edculas, lo novelesco viene de la frase \u201cTres quarks para Muster Mark<\/em>\u00ab, que seg\u00fan la referencia \u201cFifty years of quarks<\/em>\u201d, de Cian O’Luanaigh (este art\u00edculo se puede consultar en: https:\/\/home.cern\/news\/news\/physics\/fifty-years-quarks<\/a>), fue tomada de la novela Finnegans Wake de James Joyce<\/em>. Al parecer, una de las razones que llevaron a Gell-Mann a utilizar esta palabra (adem\u00e1s de la rima con Mark), fue el hecho de que su propuesta te\u00f3rica implicaba la existencia de tres quarks. En relaci\u00f3n con esto, un art\u00edculo en el sitio oficial del Merrian-Wester Dictionary, tambi\u00e9n se menciona que Murray Gell-Mann \u201cimagin\u00f3 que la frase de Joyce \u2018Tres quarks para Muster Mark\u2019 era una variaci\u00f3n del llamado del due\u00f1o de un bar \u2018Tres cuartos para Mister<\/em> Mark\u2019\u201d (este art\u00edculo se puede consultar en: https:\/\/www.merriam-webster.com\/words-at-play\/quark<\/a>). En este mismo art\u00edculo se se\u00f1ala que \u201cel propio Joyce aparentemente estaba pensando en una palabra alemana para un producto l\u00e1cteo que se asemeja al reques\u00f3n\u201d. En la \u00e9poca de su descubrimiento, la f\u00edsica de part\u00edculas hab\u00eda florecido y se encontraban cada vez m\u00e1s part\u00edculas en varios experimentos. En su mayor\u00eda, estas part\u00edculas eran de un tipo llamadas \u201chadrones\u201d, que est\u00e1n ligadas mediante la fuerza nuclear fuerte, pero que en su mayor\u00eda son inestables. Resulta que los protones y neutrones tambi\u00e9n son hadrones y, al hacer parte del n\u00facleo at\u00f3mico, ambos son completamente estables. <\/em>Estos quarks componen a los hadrones, haci\u00e9ndoles perder su calidad de fundamentales. Y es que los quarks, junto con el mecanismo que los ata para formar hadrones, son quienes llegan para salvar la uni\u00f3n del \u00e1tomo. Esto lleva a la desconcertante conclusi\u00f3n que un Universo con s\u00f3lo interacciones gravitacionales y electromagn\u00e9ticas no podr\u00eda sostener la materia ni conformarla. Los quarks son h\u00e9roes que hacen posible la uni\u00f3n. H\u00e9roes que para describirlos se necesitaba tener fe en las abstracciones absurdas y bellas de la f\u00edsica porque, en cierta forma, son puntos, sin definici\u00f3n dimensional alguna (Pbs.org, 2014, en: https:\/\/www.pbs.org\/wgbh\/nova\/article\/smaller-than-small\/<\/a>). Era imprescindible mucha imaginaci\u00f3n para confiar en la existencia de estas part\u00edculas y por eso los f\u00edsicos se resist\u00edan. Sin embargo, y a pesar de su incapacidad para imaginar estos `cuacs’, `barks’, o cualquier sea el nombre que reciban, la evidencia lleg\u00f3 en 1969 con los experimentos del SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) (E. D. Bloom et al., 1969, en: 10.1103\/PhysRevLett.23.930<\/a>) (M. Breidenbach et al.,1969, en: 10.1103\/PhysRevLett.23.935<\/a>), durante los procesos llamados \u201cdispersiones inel\u00e1sticas profundas\u201d. El experimento consisti\u00f3 bombardear hadrones con part\u00edculas conocidas como leptones (electrones, muones, neutrinos), con tan altas energ\u00edas que se pueden sondear las estructuras internas de hadrones como el prot\u00f3n o el neutr\u00f3n. Tiempo despu\u00e9s, cuando se lograron ordenar todas las part\u00edculas elementales en un solo modelo (que se llam\u00f3 \u201cModelo Est\u00e1ndar\u201d y que se puede apreciar en la figura 1), se estableci\u00f3 que toda la materia conocida est\u00e1 compuesta por estas part\u00edculas, y los quarks cumplen el rol de formar las part\u00edculas que componen los n\u00facleos at\u00f3micos, constituyendo toda la materia ordinaria que existe en el Universo. Hoy, gracias a una gran cantidad de experimentos, sabemos que existen seis \u201ctipos\u00bb o \u201csabores\u00bb de quarks, tambi\u00e9n se agrupan en tres pares que se denominan: up (u)\/down (d), charm (c)\/strange (s), top (t)\/bottom (b) (v\u00e9ase la figura 2). \u00bfNo son particulares estos nombres? Realmente son part\u00edculas bastante \u00fanicas en su especie, poseen cargas el\u00e9ctricas que son fraccionadas, y, por si fuera poco, tambi\u00e9n existen paralelamente aquellas oscuras part\u00edculas sombr\u00edas de nombre llamadas anti-quarks con cargas opuestas, con igual masa y el mismo tiempo de vida. <\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/luarevista.com\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/eff.png\")
Figura 1: Modelo est\u00e1ndar de la f\u00edsica de part\u00edculas (imagen tomada de culturacientifica.com<\/a><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
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