¿Por qué los quarks no son libres? [duplicar]

De acuerdo con la última teoría moderna sobre partículas subatómicas, los electrones y los protones se dividen en quarks, que tienen cargas fraccionarias.

Mi pregunta es, ¿por qué no pueden existir de forma independiente? y porque no aparecen el experimento de Millikan?

Su primera pregunta es quizás uno de los diez principales problemas de física sin resolver en este momento. Nadie lo sabe todavía. Algunos físicos tienen la esperanza de que la teoría de cuerdas resuelva esta pregunta, suponiendo que alguna vez descubramos cómo probar la teoría de cuerdas.

Respuestas (1)

Para empezar, los electrones no son compuestos. Los bariones y las resonancias hadrónicas son compuestos de quarks.

Los hadrones se mantienen unidos por las fuertes fuerzas entre los quarks. Estas fuerzas, a diferencia de las electromagnéticas que caen con la distancia como 1/r^2 (y por lo tanto nos permiten detectar electrones libres, cuyo potencial cae como 1/r), se comportan como resortes: potencial proporcional a r, es decir, el cuanto mayor es la distancia, la fuerza no disminuye, para permitir la libertad de los quarks (para las energías dentro de nuestros experimentos de laboratorio cotidianos). Por lo tanto, no puede haber quarks libres para un experimento de gota de aceite de Millikan.

A energías de impacto muy altas, el potencial es diferente y actúa efectivamente también como 1/r, como las otras fuerzas, pero los quarks pueden liberarse solo para formar un plasma de quarks-gluones. Esta es una hipótesis que se está probando actualmente en experimentos en el LHC .

¿Y el de Millikan?
No aparecen en el experimento de la gota de aceite de Milikan porque las cargas 1/3 y 2/3 nunca están libres de los protones y neutrones que componen toda la materia estable que hay en el experimento de la gota de aceite. Mientras que los electrones pueden liberarse de los átomos y unirse a otros átomos a través de las fuerzas electromagnéticas, que son suficientes para formar estados ligados pero pueden ser superados por energías adicionales.
@annav: ¿no es constante la fuerza entre los quarks, es decir, independiente de r , a grandes distancias y la energía por lo tanto proporcional a r ?
@JohnRennie a energías muy altas, se supone que todas las fuerzas se unifican. mira este modelo de bolsa: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/qbag.html . Por supuesto, solo lo sabremos realmente cuando obtengamos la teoría de todo :).
@JohnRennie eche un vistazo a la página 7 aquí www2.ph.ed.ac.uk/~muheim/teaching/np3/lect-qcd.pdf . Veo que es el potencial que va como r y tienes razón en que la fuerza es constante para separaciones grandes.
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