Esta entrada estará única y exclusivamente dedicada al el "protón" debido a que para mi punto de vista, es una de las partículas más interesantes encontradas.
Esta no es una partícula elemental debido a que se encuentra compuesta por partículas más sencillas. Además, este es también del grupo de los Fermiones es decir, forma parte del grupo de las partículas las cuales se encargan de constituir la materia.
Y por si fuera poco, el protón también es una "Hadrón", esto quiere decir que si se ve afectado por la interacción Nuclear fuerte (La encargada de mantener protones y neutrones unidos en el núcleo).
Un protón se compone de tres quarks (como el neutrón), que le confieren sus propiedades. Los que componen el protón son dos quarks arriba y un quark abajo, de modo que si pudieras ver por dentro un protón, descubrirías que está compuesto por tres quarks, los cuales también están unidos por fuerza nuclear fuerte. Si sumaras sus masas daría como resultado naturalmente la masa del protón y si sumas sus cargas (2/3 de la carga del Protón para los quarks “arriba” y -1/3 para el quark “abajo”) obtienes 2/3 + 2/3 - 1/3 = 1, es decir, la carga eléctrica del protón (que es opuesta a la del electrón).
La teoría de la gran unificación predice que el protón no es una partícula estable, debería desintegrarse al cabo del tiempo (el electrón, por ejemplo, es estable de acuerdo con la misma teoría).
Sin embargo, nadie ha visto hasta ahora la desintegración de un protón en otras partículas. De hecho, los experimentos realizados hasta el momento han demostrado que, si el protón al final resulta ser inestable, su vida media debe ser al menos de 10^35 años…¡cuatrillones de veces más que la edad del Universo!
Se cree que hace mucho tiempo, al inicio del universo, se formaron los protones, neutrones y otras partículas similares y desde entonces no existen quarks y gluones libres en la naturaleza. A esta propiedad se le conoce como "Confinamiento".
¿Como se forma el Protón?
La primera característica que queremos reproducir es su carga eléctrica +1. Para obtener este número, notamos que se necesitan al menos tres quarks o un quark y un antiquark (recordar que los antiquarks tienen la carga eléctrica opuesta al quark del mismo sabor). Por otro lado, sabemos que el protón es relativamente ligero en comparación con otras partículas que se han detectado experimentalmente,asi que probaremos construirlo a partir de los quarks (u) y (d).
Resulta que existe una partícula que se puede construir con carga eléctrica +1 y usando quarks y antiquarks (u) y (d). Se le llama "pión"(después hablaremos de el). Así que tenemos la otra opción y empecemos con un protón formado solamente de tres quarks los que, para simplificar, les asignaremos la misma energía, correspondiente a un tercio de la energía total del protón original. Por ejemplo, un quark (u) verde, uno (d) rojo y uno (u) azul. La carga eléctrica da la unidad, y el color es blanco (Existe neuralización del color); exactamente como se necesita.
Imaginemos que el quark verde emite un gluón verde-antiazul. Si vemos en este momento al protón, este no estará formado ya de tres quarks, cada uno de un color, sino de tres quarks y un gluón; además, dos de los quarks serán azules. Sin embargo, la carga total sigue siendo uno y el color blanco. No solo eso; la energía ya no estará igual en cada quark, pues el nuevo quark azul tiene menos energía que el quark verde original y la diferencia en energía la lleva el gluón.
Ahora imaginemos que ese gluón emite un par quark - antiquark, y que en ese momento vemos al protón. Ahora lo que vemos son cuatro quarks y un antiquark, pero ni la enrgía total, ni las cargas totales de color eléctrica han cambiado. Esto es, sigue siendo la misma partícula. Además nótese que este par quark - antiquark puede ser (u) - anti - (u) o (d) - anti - (d) o incluso (s) - anti - (s) o de cualquier otro sabor. solo que los sabores más pesados son más dificiles de prducir, por lo quenormalmente sólo se encuentra en el protón los sabores más livianos.
Esta combinación de cuatro quarks y un antiquark se ha descubierto recientemente en varias laboratorios; es muy parecida a los protones, pero más pesada. Se les ha asignado el nombre de "pentaquarks". Es claro que este juego se puede extender y complicar tanto como uno quiera al incluir este tipo de comportamiento en los tres quarks originales a la vez y repetir mchas veces el razonamiento anterior.
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