Secundaria duda sobre hadrones

[alber10]

bueno, antes de nada decir que estoy en 3 eso y no tengo un nivel alto de fisica por lo que espero que la respuesta no sea muy compleja.
sé que los hadrones son grupos de quarks y conozco los bariones y los mesones, que son agrupaciones de 3 o 2 quarks.
preguntas:
-¿por qué los quarks no pueden aparecer solos o en grupos de 4, 5 o 6 quarks, y sin embargo pueden aparecer en grupos de 2 y 3?
-¿cómo funcionan(de manera simple) las cargas de color y la interacción fuerte?

[guibix]

Re: duda sobre hadrones

Buenas,

-¿por qué los quarks no pueden aparecer solos o en grupos de 4, 5 o 6 quarks, y sin embargo pueden aparecer en grupos de 2 y 3?

No sé mucho sobre esto pero intentaré responder algo.

Lo de que no puedan estar en grupos mayores a tres creo que es debido al Principio de Exclusión de Pauli que dice que en un mismo sistema cuántico no se puede repetir la misma configuración de números cuánticos. Es por lo mismo que solo puede haber dos electrones en el mismo orbital electrónico.

El hecho de que los quarks no puedan hallarse solos es un poco más complicado. Para explicarlo de una manera fácil, diría que es debido a algunas propiedades de la interacción fuerte. Como sabrás la fuerza ejercida por una carga eléctrica puntual disminuye con el cuadrado del inverso de la distancia. Esto significa que podemos alejar dos cargas hasta el infinito y su interacción tenderá a cero. La interacción fuerte no comparte esa propiedad y la fuerza aumenta con la distancia de igual manera en que lo hace un muelle al estirarse. El muelle en este caso son los gluones que acumulan la energía de la tensión. La energía suficiente para separar los quarks y "romper" el enlace es curiosamente la misma energía que la de dos masas de quark. Lo que ocurre al "romperse" es que esa energía se convierte en dos nuevos quarks aparejados con los dos antiguos y nos quedan dos sistemas desligados de dos quarks cada uno. O sea: nunca se puede aislar un quark porque la energía necesaria para hacerlo produce otro quark.

-¿cómo funcionan(de manera simple) las cargas de color y la interacción fuerte?

La verdad es que es muy complicado y no conozco muchos detalles. De manera muy divulgativa va muy bien entender que se usa esa terminología por sus analogías con la Teoría del Color (de los colores que vemos, claro). Se podría decir que hay tres tipos de carga de color (rojo, verde y azul) y sus anti-color (cian, magenta y amarillo). Cada color se atrae con su opuesto. Los sistemas de quarks (hadrones) son siempre neutros, esto es que la suma se sus colores es el blanco ([rojo, verde y azul], [rojo, cian], [verde magenta],etc). Eso también es uno de los motivos de que no encontramos quarks libres o agrupados en más de tres unidades.

Hay otros fenómenos importantes como que los gluones también tienen carga de color y creo que esto es lo que provoca que el alcance de esta fuerza sea tan corto.
En fin, hay muchos detalles que desconozco y no sabría profundizar más sin meter la pata .

Si quieres más información busca por "Cromodinámica Cuántica" o "Quantum chromodynamics (QCD)". También creo recordar que había algunos buenos hilos del foro en que se discutía esto con bastante profundidad.

Saludos.