Electrónica

Nombre genérico con que se designan los constituyentes elementales de los hadrones. La teoría sobre los quarks se inició a partir de los trabajos de Gell-Mann y Zweig (1966) y su existencia fue confirmada en 1977 (Fairbank y otros) con métodos semejantes a los empleados en la experiencia de Millikan.

La física dedicada al estudio de la naturaleza fundamental de la materia (física de las partículas elementales) ha formulado un modelo estándar, capaz de explicar una serie de hechos e incapaz de dar respuesta a otros. Este modelo se basa en la actualidad en la hipótesis de que la materia ordinaria está formada por dos clases de partículas, los quarks (que se combinan para formar partículas mayores, tales como el protón o el neutrón) y los leptones (que incluyen el electrón y su neutrino), además de que las fuerza que actúan entre ellas se transmiten mediante una tercera clase de partículas, conocida con el nombre de bosones.

Gracias a los trabajos experimentales llevados a cabo en las últimas décadas se ha descubierto que los hadrones (es decir, aquellas partículas que interaccionan fuertemente) no son elementales sino que están constituidos por las verdaderas partículas «elementales», los quarks, de las que hasta ahora se ha constatado experimentalmente la existencia de tres familias. El número total de dichas partículas es de seis, pues cada familia está integrada por dos de ellas, y de tal modo que cada una tiene una masa que decuplica la de la familia precedente.

La primera familia está formada por el quark arriba (up, u) y el quark abajo (down, d); el quark arriba tiene una masa de 4 MeV (aproximadamente, 1/250 veces la masa del protón) y la masa del quark abajo es de 7 MeV. La segunda familia está formada por el quark extrañeza (strange, s) y el quark encanto (charme, c), cuyas masa aproximadas son de 150 y 1.300 MeV, respectivamente. La tercera familia está compuesta por el quark fondo (bottom, b) o belleza (beauty, b) y el quark cima (top, t) o verdad (truth, t), de los cuales el primero tiene una masa de 5,5 GeV y sobre el segundo se ha descubierto en 1995 que su masa se encuentra probablemente entre 176 y 199 GeV.

La carga eléctrica de los quarks es fraccionaria de la unidad fundamental de carga; así, por ejemplo, el quark arriba tiene una carga fraccionaria igual a 2/3 de la unidad elemental. Los diversos quarks se pueden combinar entre sí para dar lugar a todas las partículas conocidas, salvo los leptones y los bosones, y con este modelo se puede llegar a una buena aproximación en el conocimiento de las partículas elementales. Sin embargo, esta concepción deja sin explicar numerosas cuestiones; por ejemplo, no se sabe porqué no existen partículas formadas sólo por dos quarks ni tampoco porqué los quarks no aparecen aislados. Para abordar éstas y otras cuestiones relativas a la estructura más íntima de la materia fue necesaria la introducción de un nuevo número cuántico, el color, cuyos tres valores r, a y v caracterizan las partículas con mayor precisión.

(Ver otras partículas atómicas y subatómicas)