Otras carreras Quarks y canales de desintegración

[Pola]

Este hilo es la continuación de uno anterior: “Confinamiento de los quarks” en el que al final planteaba una pregunta (muy mal formulada) y Carroza me sugirió que abriera otro para no liar demasiado las cosas.

A ver si soy capaz de hacerlo mejor. La duda que se me quedaba en la cabeza, es que tal y como yo lo entiendo, las partículas “elementales”, cuando se hacen chocar, no siempre se desintegran en los mismos componentes.

Por poner un ejemplo, según creo, el bosón Z⁰ tiene distintos canales de descomposición: e⁺ e^-, m⁺ m ^-, r⁺ r^-. (Me perdonáis si hay un error). Y así sucede con muchas partículas, que pueden desintegrarse en en otras que no son siempre las mismas. Cada canal de desintegración tiene su probabilidad.

Bueno, pues lo que no entiendo, es por qué cuando se tratan de separar los quarks de un protón, la energía que se aporta siempre genera un par quark – antiquark de manera que se recombine todo para que no se puedan ver quarks libres.

[carroza]

Hola.

Un $Z^0$, al descomponerse, debe hacerlo conservando todos los numeros cuánticos relevantes. Por ejemplo, la carga eléctrica y el número leptónico. Eso hace que en su descomposición aparezcan parejas partícula-antipartícula, como $(e^+, e^-)$, o bien $(\mu^+, \mu^-)$, etc.


De la misma forma, si queremos excitar un protón, por ejemplo pegandole un pepinazo con un electrón, con la vana esperanza de arrancarle un quark, podemos formar una de las múltiples partículas que podemos interpretar como un protón excitado. Un ejemplo de esas partículas sería la resonancia de Roper https://en.wikipedia.org/wiki/Roper_resonance que es algo así como un protón con 500 MeV de energía de excitación. La resonancia de Roper tiene muchas vías para liberar su energía y convertirse en un protón o un neutrón, pero para hacerlo tiene que conservar dos cosas: El número bariónico y el color. Por ello, puestos a descomponerse emitiendo quarks, sólo puede hacerlo con parejas quark-antiquark.

saludos

[Pola]

Se ve que hay que saber más de lo que yo sé para entender este asunto.

He mirado el link que mencionas en tu respuesta, pero tampoco lo entiendo.

Te agradezco la respuesta, Carroza. Un saludo.

[Livilro]

Si el "pepinazo" solo aporta la energía suficiente para arrancar un quark tenemos un protón excitado ( ya que no podemos arrancar quarks sueltos )

Si el "pepinazo" tiene la energía suficiente podemos arrancar una pareja quark-antiquark directamente.



¿ Es correcto carroza pensar que el "pepinazo" causa un aumento en la separación de los quarks que forman el protón ?

Si arrancamos quarks se puede pensar que estamos provocando cambios en las distancias entre las parejas con la energía aportada no?

[carroza]

Si el "pepinazo" solo aporta la energía suficiente para arrancar un quark tenemos un protón excitado ( ya que no podemos arrancar quarks sueltos )

Si el "pepinazo" tiene la energía suficiente podemos arrancar una pareja quark-antiquark directamente.



¿ Es correcto carroza pensar que el "pepinazo" causa un aumento en la separación de los quarks que forman el protón ?

Si arrancamos quarks se puede pensar que estamos provocando cambios en las distancias entre las parejas con la energía aportada no?

No conviene abusar de las metáforas. Un protón es mucho más que tres quarks. Tiene gluones, y parejas quark-antiquark, descritos por campos que fluctuan,

Un protón es el sistema con energía más baja que nos permite la naturaleza, que tiene carga uno y numero bariónico uno (además de otras cosas, como isospín y extrañeza, en las que no quiero entrar). El proton, realmente, es un sistema complejísimo que tiene tres quaks, más gluones y parejas quark antiquark, descritos por campos que fluctuan.

En la naturaleza aparecen otros sistemas, análogos al protón, pero con más energía. Un ejemplo es la resonancia de roper que describimos antes. Estos sistemas, que podemos llamar "protones excitados", son sistemas complejísimos que tiene tres quaks, más gluones y parejas quark antiquark, descritos por campos que fluctuan, en configuraciones diferentes al protón.

La naturaleza permite que estos "protones excitados" se conviertan en el "protón" y mesones. Los mesones son sistemas complejisimos compuestos por parejas quark- antiquark y gluones, descritos por campos que fluctuan.

Saludos