Los quarks son los constituyentes fundamentales de la materia, que se combinan de manera específica para formar partículas tales como protones y neutrones. Además son partículas de espín 1/2, recibiendo la denominacion de fermiones y forman, junto a los leptones, la materia visible.
CLASIFICACIÓN
existen seis tipos distintos de quarks a los cuales los fisicos de particulas les han dado los siguiente nombres:
-Up
-Down
-Charm
-Strange
-Top
-Bottom
Los quarks charm, strange, top y bottom son muy inestables y se desintegraron en una fracción de segundo después del bing bang, sin embargo los físicos de partículas pueden recrearlos y estudiarlos, a pesar de eso, los quarks up y down sí se mantienen, y se distinguen entre otras cosas por su carga eléctrica.
En la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Estos siempre se encuentran en grupos, llamados hadrones, de dos o tres quarks, conocidos como mesones y bariones respectivamente.
¿ COMO FUERON DESCUBIERTOS ?
Los quarks son la conclusión de los intentos para encontrar los fundamentos de la construcción de la materia. Con el triunfo de la teoría atómica en el siglo XIX se concluía que los átomos eran los componentes últimos de la materia y de ahí su nombre por ser indivisibles. Con el modelo atómico de rutherford se demostró que el átomo no era indivisible, constaba de un núcleo y de una nube electrónica. El núcleo atómico se demostró posteriormente que estaba conformado de protones y neutrones. Con sólo cinco partículas elementales, fuera de los protones, neutrones y electrones, en la década de 1930 comenzaron a aparecer los muones de alta radiación y algunos neutrino de forma indirecta. La confirmación de más mesones y bariones, primero en experimentos con alta radiación y luego en aceleradores de partículas, dieron la impresión de que nos enfrentábamos a un zoológico de partículas y fueron el impulso para buscar cada vez más partículas elementales.
El esquema usado por Gell-Mann para unir a las partículas era mediante su isospín y su extrañeza.
La serie de experimentos en el SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) entre 1967 y 1973 tenían como objetivo estudiar la dispersión electrón-protón y ver la distribución de carga en el protón. Estos experimentos eran muy parecidos a los realizados por rutherford años atrás para confirmar la existencia del núcleo atómico. El SLAC es un acelerador de partículas lineal donde partículas como los electrones pueden alcanzar energías de hasta 50 GeV, lo suficiente para que estos puedan transpasar nucleones.
El análisis teórico de las colisiones inelásticas que tuvieran lugar entre el electrón y el protón lo había trabajado James Bjorken. Este consideró varias hipótesis para explicar la función de forma de la dispersión. De todas ellas, la más especulativa era considerar al protón compuesto por partículas puntuales cargadas y con espín 1 / 2. Al analizar los datos para diferentes cantidades de momento transferidos al protón, se comprobó que el ajuste de Bjorken con tal hipótesis era el adecuado. Se habían descubierto los quarks de manera experimental lo que permitió obtener el premio novel de física de 1990 a Taylor, Kendall y Friedman, líderes de los experimentos en el SLAC.
Más adelante, otros experimentos de colisiones inelásticas con neutrinos hechas en el CERN sirvieron para confirmar los resultados del SLAC. Se confirmó que los partones de Feynmann y los quarks eran exactamente la misma cosa. Con la prueba de la libertad asíntotica en la cromodínamica cuantica que realizaron en 1973 David Gross,Frank Wilczek y David Politzer, la conexión se hizo estable. A estos científicos se les concedió el Premio novel de física en el 2004 por este trabajo.
¿ PARA QUE SE UTILIZAN?
Debido a la gran cantidad de energia que se encuentra poseida en los diferentes tipos de quarks, se ha manifestado que estos sirven para procesos nucleares fuertes, debido a la gran fuerza que existe entre estos, creyendose que se puede ocupar en la construccion de armas nucleares.
EN LA ACTUALIDAD..
En el año 2003, se encontró evidencia experimental de una nueva asociación de cinco quarks, los pentaquark aunque su existencia aún es controvertida.
En el año 2007 se dijo que observaron un quark aislado por primera vez, sin embargo una al comienzo se decia que es imposible observar quarks aislados. Ahora es noticia que han observado por primera vez un quark cima (t, top) aislado. ¿Qué pasa? En realidad lo que se ha observado por primera vez es un mesón formado por un quark cima (t) y un antiquark fondo (b, bottom). ¿Y por qué no lo dicen claramente? Porque los físicos teóricos se han acostumbrado a “ver” quarks por doquier (en diagramas de bloques que parecen formados por piezas de colores de Lego) cuando en realidad lo que ven son los “jets” (haces de muchas partículas) que se producen por su desintegración dentro de los mesones a los que pertenecen.
Hay tres generaciones de quarks y electrones. La tercera generación se observó experimentalmente alrededor de 1974 con el tauón (“electrón” tau) y se confirmó definitivamente con la observación experimental del quark fondo (bottom) en 1977 como parte de mesones
. El quark cima (top) se predijo teóricamente entonces y no se observó hasta 1995, en el Tevatrón del Fermilab en Chicago, como parte de mesones 
. La producción de quarks mediante la fuerza nuclear fuerte (descrita por la cromodinámica cuántica) siempre conduce a pares quark-antiquark del mismo tipo. Los mesones con quarks “mezclados” como el 
que se acaba de observar son debidos a la fuerza nuclear débil (descrita por la teoría electrodébil) y son mucho más difíciles de observar en experimentos en los que colisonan hadrones como en el Tevatrón del Fermilab o el LHC del CERN.¿Por qué es importante haber observado este nuevo mesón con quarks cima-fondo
? Nos permite verificar y ratificar ciertos detalles del Modelo Estándar, así como chequear la posibilidad de nueva físicaVIDEOS:
