El quark magenta, bonito nombre. Pero... ¿qué diablos es un quark?

Esta frase con la que titulo la segunda entrada de mi blog podría resumir los comentarios que me han hecho muchos amigos en los últimos días. La verdad, mi intención inicial era aclararlo hace más de una semana, aprovechando además que uno de los temas que me tocaba preparar era precisamente el de Física de Partículas Elementales. Pero entre el regreso del UK, que hizo que tuviese que ponerme al día de un montón de cosas, y el curso para monitores y voluntarios que montamos en el Centro Loyola, no pude dedicarle ni un ratillo siquiera. A esto debemos sumarle una última semana cargadísima de actividades, especialmente deportivas y políticas; ya os contaré en detalle. Ahora vamos a esto, por fin ;)

La que sigue podría perfectamente ser una conversación real en la que se intenta explicar de forma sencilla lo que es un quark:

- Los quarks son los componentes fundamentales de la materia
- ¿Pero la materia no estaba formada por átomos?
- Sí, pero al contrario que su etimología, éstos no son indivisibles.
- Ya, se dividen en protones, neutrones y electrones
- En efecto, pero los protones y neutrones, a su vez están formados por quarks. Y no sólo los protones y neutrones (que se llaman "nucleones") sino que hay muchas más partículas en el Universo formadas por combinaciones de dos o tres quarks. Son los mesones y bariones, respectivamente; los nucleones pertenecen a estos últimos.
- ¿Y de dónde sale el concepto "quark"?
- En los años 50 y 60, mientras se descubrían partículas nuevas en diferentes experimentos, se vio que éstas tenían características comunes. Para explicar esto, Gell-Mann, Zweig y Neeman propusieron la existencia de un grupo de simetría, que básicamente es la combinación simétrica de tres partículas (u, d s) que se llamaron quarks, pero que sólo eran una idea matemática para conseguir el orden de las partículas elementales conocidas. Los hadrones se asocian a combinaciones de tres quarks, y los mesones a combinaciones de un quark y un antiquark.
- ¿Antiquark?
- Sí. Años antes, Paul Dirac había demostrado que para cada tipo de partícula existe lo que se llama su "antipartícula", que es idéntica a la partícula original salvo una carácterística específica llamada "carga", que será opuesta. Así, existen el antiprotón, el antineutrón, el antielectrón o positrón... y los antiquarks anti-u, anti-d y anti-s.
- Bueno, pongamos que lo entiendo. Pero a ver, ¿los quarks existen de verdad o no?
- A eso voy. En los años 1968-69 Taylor y Friedman demostraron la existencia de los quarks a través de reacciones electrón-protón realizadas en el Acelerador Lineal de Stanford (SLAC). Observaron que el protón está compuesto por quark que se comportan como si estuviesen libres, pero al querer liberarlos resultan estar muy fuertemente ligados. En resumen, no se pueden encontrar quarks libres en la naturaleza.
- ¿Y son esos u d s los únicos quarks que hay?
- No. Con el paso del tiempo se descubrieron otros tres: c, t y b. Así se completaban las 3 "familias" de quarks. Pero eso ya es otra historia ;)
- Lo que sigo sin entender es eso del quark "magenta". Te lo has inventado sólo para que quede bonito, ¿verdad? ¬¬
- Bueno, sí y no. Para que se cumplan determinadas leyes de la física cuántica (que es la física de lo pequeñito, por así decirlo) era necesario que los quarks se diferenciasen más que por ser u, d, s, c, t, b (lo que se llama su tipo o "sabor") así que se introdujo otra característica que se llamó "color". Pero es sólo un nombre, no tiene que ver con que podamos ver los quarks al microscopio, y sean de diferentes colores jejeje. Se estableció que los quarks pueden ser R, Y o B (rojo, amarillo o azul) y sus opuestos. Al ser nombres aleatorios, yo decidí llamar a mi quark "magenta", porque es el color de UPyD, y la política va a ser una parte importante de este blog.
- ...
- ¿Tienes alguna pregunta más?
- No, en realidad tengo un comentario
- ¡Genial, dime! :)
- ¡¡Qué friki eres!!
- =S

PD: La parte de la Física que estudia los quarks se llama Física de Partículas Elementales. El título del blog es un guiño a esto :)
PD2: Aunque el quark sigue sin ser un concepto demasiado conocido para el público en general, hace ya más de 40 años que está extendido por la comunidad científica. De hecho, en la película Cariño, he encogido a los niños (1988) Rick Moranis era un científico e inventor genial aunque un poco descuidado. Y su perro se llamaba, precisamente, Quark ^^