Hace poco me metí en la física de partículas y el mundo cuántico y me encanta.
Así que mi primera gran pregunta es. Veo todos estos videos y la gente explica los quarks (arriba, abajo, arriba, abajo, extraño, encanto). Y todos dicen que hay 6 quarks. Pero de vez en cuando alguien habla de un antiquark. ¿Qué es este antiquark si solo hay 6 quarks? ¿Es antimateria? ¿Sigue siendo un quark? (si es así, ¿eso significa que hay 12 quarks?)
Segunda pregunta, más para aclarar. Así que hay portadores de fuerza y partículas. Los portadores de fuerza son bosones, transportan la fuerza fuerte, débil y electromagnética, y el portador de fuerza de gravedad sigue siendo un misterio en cuanto a qué lo transporta (misterio porque simplemente no hemos observado la fuerza de gravedad que transporta partículas; es decir, higgs / gravitrón)? Los portadores que no son de fuerza son leptones y están compuestos solo de quarks. ¿Y los quarks pueden entonces hacer partículas más masivas como los protones (uud)?
Sí, los 6 antiquarks son antipartículas de los 6 quarks; en otras palabras, son partículas de "antimateria". La palabra "antimateria" a veces representa solo una etiqueta relativa: antimateria de algo (la antimateria de la antimateria es nuevamente materia), a veces significa la antimateria de las partículas que vemos habitualmente en el mundo que nos rodea.
Debido a que los 6 sabores de antiquark (anti-up, anti-down, etc.) tienen las mismas propiedades que los quarks (hasta los signos opuestos), no se cuentan como "tipos independientes de partículas elementales". En general, no consideramos que las especies de antipartículas sean "especies independientes" porque es un hecho completamente general que cada tipo de partícula tiene una antipartícula (aunque, en algunos casos, como el fotón, el bosón Z o el bosón de Higgs, coinciden con la partícula original).
Nadie diría jamás que hay "12 tipos de quarks" debido a los antiquarks. Consideramos que los antiquarks "no son quarks" cuando hablamos de "quarks" en un sentido estricto, o incluimos antiquarks entre los quarks, pero se considera que las antipartículas son más o menos lo mismo que los quarks originales (a pesar del cambio de signo). en todos los números cuánticos), por lo que todavía tenemos solo 6 sabores de quarks (los tipos se llaman sabores; cada uno de ellos también tiene 3 colores y 2 polarizaciones de espín).
Los leptones no están compuestos por quarks. Los leptones y los quarks son dos conjuntos de partículas elementales igualmente grandes pero mutuamente separados: los leptones más los quarks se conocen como "fermiones elementales".
Las cuatro fuerzas están mediadas por fotones (electromagnéticos), bosones W y bosones Z (fuerza nuclear débil), gluones (fuerza fuerte) y gravitones (fuerza gravitatoria). La física es casi igualmente segura acerca de los cuatro o cinco de ellos. La única forma en que difieren los gravitones es que la gravedad es una fuerza tan extremadamente débil que los gravitones individuales son prácticamente indetectables. Pero son detectables si vienen en haces o paquetes lo suficientemente fuertes (ondas gravitacionales) y el premio Nobel de física de 1993 se otorgó por la evidencia de que las ondas gravitacionales existían exactamente como lo predijo la teoría general de la relatividad de Einstein.
El bosón de Higgs es un bosón (es decir, no es un fermión) pero es el único bosón de la lista que no media una fuerza fundamental. Todavía es muy importante en el esquema del Universo porque garantiza que los bosones W, los bosones Z, los leptones (cargados) y los quarks sean masivos, a través del mecanismo de Higgs/BEH. El bosón de Higgs fue descubierto el pasado mes de julio.
Los quarks se diferencian por llevar un color, interactuando a través de la fuerza fuerte (una mediada por gluones y descrita por QCD). Los leptones no tienen ningún color, por lo que no interactúan con la fuerza fuerte, razón por la cual su nombre, "leptones", está relacionado con palabras como "flaco" en griego.
Solo como un complemento a la respuesta de Lubos Motl:
El gravitón es extremadamente difícil de detectar porque el gravitón, sugieren los teóricos, existe en la quinta dimensión. Cuando los gravitones están en la 5ª dimensión, la gravedad es probablemente tan fuerte como las otras fuerzas fundamentales. Sin embargo, en el 'viaje' del gravitón a nuestras dimensiones observables personalmente, pierde esta fuerza, razón por la cual la gravedad es una fuerza tan débil. Entonces, realmente, la razón por la que los gravitones son tan difíciles de detectar es porque existen en la quinta dimensión de forma natural, y hasta ahora no hemos tenido suerte detectándolos en los aceleradores de partículas y demás porque las observaciones indirectas que sugerirían su existencia son tan pequeños que son difíciles de aclarar como una observación del gravitón.
Si quieres saber por qué la gravedad se debilita a medida que viaja a través de las dimensiones, mira esta pregunta que hice hace un tiempo:
¿Por qué la fuerza de la gravedad se debilita a medida que viaja a través de las dimensiones?
david z