¿Los quarks violan la cuantización de la carga?

¿La existencia de varios tipos de quarks como arriba, abajo, extraño, encanto, arriba, abajo viola la cuantización de la carga o simplemente la redefine como que el quark arriba tiene carga +2/3 y tiene -1/3? ¿O las cosas se vuelven aún más complejas para teorías unificadas como la teoría de cuerdas propuesta ?

Más sobre cargas de quarks: physics.stackexchange.com/q/70107/2451
Bueno, los quarks no son en su mayoría posibles de existencia libre, lo que compensa una de las razones por las que cuantizamos la carga en términos de electrones o tal vez por razones históricas.
Creo que lo estás mirando al revés. Si los quarks existen (y parece haber amplia evidencia de ellos), entonces así es el universo, y la cuantización de la carga (en unidades de carga de 1 electrón en lugar de los valores de 1/3 de los quarks) no es una descripción precisa. .
El estado actual del conocimiento nos permite utilizar varios modelos de partículas. Quarks es una realidad, no viola la cuantización pero afirma que siempre ocurren en combinaciones que dan 0, +e o -e. A un nivel aún más fino, podría haber una naturaleza más compleja y los teóricos de cuerdas están investigando esto. Pero eso no contradice la agrupación en términos de quarks. en la escala observable. Hasta qué punto es esto cierto.

Respuestas (3)

Los quarks no violan la cuantización de la carga, es simplemente que 1 3 mi en lugar de la carga del electrón mi es la unidad más pequeña de carga eléctrica.

Esa es una buena pregunta, pero creo que podrías estar un poco confundido. Las cargas de los quarks se cuantifican ya que son valores fraccionarios de las cargas de los electrones, por lo que cuando se refiere a 2/3 y -1/3, significan 2/3 de la carga del electrón y -1/3 de la carga del electrón, respectivamente.

Como tal, un átomo de Hidrógeno con un protón en el núcleo y un electrón en la capa, es eléctricamente neutro:

Protón = 2 arriba y 1 abajo, lo que significa 2/3+2/3-1/3=1, o exactamente una cantidad (positiva) de la carga del electrón. Como el electrón tiene -1 cantidad de su carga, el balance de carga eléctrica general se desvanece y el átomo de hidrógeno es neutral.

El resto de su pregunta apunta a una pregunta más grande, ¿por qué las cargas de los quarks son fracciones de la carga del electrón?

Esta pregunta aún no tiene respuesta, pero hay muchas explicaciones posibles. El más común es el proporcionado por las Teorías de la Gran Unificación [1], que para la mayoría de las construcciones predicen exactamente estas fracciones. Es interesante señalar que las teorías de la gran unificación están naturalmente presentes en marcos generales como la teoría de cuerdas.

Otra cosa a tener en cuenta es que si los quarks no tuvieran estas asignaciones de carga, entonces el modelo estándar de física de partículas tendría las llamadas anomalías [2] y la teoría sería inconsistente. Tenga en cuenta, sin embargo, que esto no es una explicación, sino una verificación de coherencia.

Ref: [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Grand_Unified_Theory [2] http://www.physics.buffalo.edu/gonsalves/phy522/lectures/lec-7.pdf

La existencia de los quarks no está seriamente en disputa en este punto AFAICT. Si desea hacer algo significativo a partir de quarks y solo de quarks que tienen una fracción de mi cargas, creo que tienes que postular que los electrones son compuestos.

Por ejemplo, el modelo rishon propone que todas las "partículas fundamentales" del modelo estándar son compuestos de partículas "T" y "V" aún más fundamentales y sus antipartículas. T tiene un cargo de mi / 3 , V tiene una carga de cero.

Este modelo es bastante antiguo (1979) y bien puede haber sido falsificado por cosas como el límite actual en el momento dipolar del electrón, la existencia del bosón de Higgs, la continua falta de evidencia de la descomposición del protón, etc. Solo lo menciono como ejemplo.

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