Definição de Quarks em Física

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Um quark é uma das partículas fundamentais da física. Eles se juntam para formar hádrons, como prótons e nêutrons, que são componentes dos núcleos dos átomos. O estudo de quarks e as interações entre eles através da força forte são chamados de física de partículas.

A antipartícula de um quark é o antiquark. Quarks e antiquarks são as únicas duas partículas fundamentais que interagem através das quatro forças fundamentais da física: gravitação, eletromagnetismo e as interações fortes e fracas.

Quarks e confinamento

Um quark exibe confinamento, o que significa que os quarks não são observados independentemente, mas sempre em combinação com outros quarks. Isso torna impossível determinar diretamente as propriedades (massa, rotação e paridade); esses traços devem ser inferidos a partir das partículas compostas por eles.

Essas medidas indicam um giro não inteiro (+1/2 ou -1/2), portanto, os quarks são férmions e siga o princípio de exclusão de Pauli.

Na forte interação entre os quarks, eles trocam glúons, que são bósons vetoriais sem massa que carregam um par de cargas coloridas e anticoloridas. Ao trocar glúons, a cor dos quarks muda. Essa força de cor é mais fraca quando os quarks estão próximos e fica mais forte à medida que se afastam.

Os quarks estão tão fortemente ligados à força da cor que, se houver energia suficiente para separá-los, um par de quarks-antiquark é produzido e se liga a qualquer quark livre para produzir um hadron. Como resultado, quarks livres nunca são vistos sozinhos.

Sabores de Quarks

Tem seis sabores de quarks: cima, baixo, estranho, charme, baixo e topo. O sabor do quark determina suas propriedades.

Quarks com uma taxa de + (2/3)e são chamados up-type quarks e aqueles com uma carga de - (1/3)e são chamados down-type.

Há três gerações de quarks, com base em pares de isospina fraca positiva / negativa e fraca. Os quarks de primeira geração são de cima e para baixo, os de segunda geração são estranhos e os de quarks de charme, os de terceira geração são de cima e de baixo.

Todos os quarks têm um número bariônico (B = 1/3) e um número lepton (L = 0). O sabor determina certas outras propriedades exclusivas, descritas em descrições individuais.

Os quarks de cima e de baixo formam prótons e nêutrons, vistos no núcleo da matéria comum. Eles são os mais leves e estáveis. Os quarks mais pesados são produzidos em colisões de alta energia e decaem rapidamente em quarks para cima e para baixo. Um próton é composto por dois quarks de cima e um quark de baixo. Um nêutron é composto de um quark up e dois quarks down.