How big is Quark encanto?

El quark encanto es uno de los seis tipos de quark. Los quarks son partículas elementales: hasta donde los experimentos permiten saber, no están formados por nada más pequeño, y son los componentes básicos de los protones, los neutrones y muchas otras partículas. Ningún experimento ha medido un tamaño para el quark encanto, así que el 1 zeptómetro que aparece arriba no es una medición. Un zeptómetro es 10⁻²¹ metros, una milmillonésima de billonésima de metro.

Tamaño

En todos los experimentos hechos hasta ahora, los quarks se comportan como puntos. Para buscar el tamaño de una partícula, se le lanzan otras partículas y se observa cómo rebotan. El experimento ZEUS lo hizo en el acelerador HERA, donde se hacían chocar electrones con protones, y no encontró ninguna señal de que los quarks del interior de los protones tuvieran tamaño.

En 2016, ZEUS informó que el radio de esos quarks, si es que lo tienen, debe ser menor que 4.3 × 10⁻¹⁹ metros. Eso significa que miden menos de 8.6 × 10⁻¹⁹ metros de diámetro. Es un límite superior, no un tamaño, y proviene de los quarks del interior de los protones, no de los propios quarks encanto. El valor de 1 zeptómetro del explorador está muy por debajo de este límite, así que ningún experimento podría confirmarlo ni descartarlo.

Comparaciones de tamaño

Un protón, de unos 1.7 femtómetros (1.7 × 10⁻¹⁵ metros) de diámetro, es unas 2,000 veces más ancho que el límite superior para un quark.
Si el límite superior para un quark se ampliara hasta el diámetro de una pelota de tenis, unos 6.7 centímetros, un protón mediría unos 130 metros de diámetro. Un átomo de hidrógeno mediría unos 8,200 kilómetros de diámetro, cerca de dos tercios del diámetro de la Tierra.
El límite superior para un quark es unos 50,000 billones de veces (5 × 10¹⁶) la longitud de Planck, la siguiente entrada más pequeña del explorador que tiene un valor definido.

La Revolución de Noviembre

En noviembre de 1974, dos equipos que trabajaban por separado encontraron la misma partícula nueva. El equipo de Burton Richter, en el Centro del Acelerador Lineal de Stanford, la llamó psi, y el de Samuel Ting, en el Laboratorio Nacional de Brookhaven, la llamó J. El 11 de noviembre, los dos líderes se reunieron y se dieron cuenta de que habían hecho el mismo descubrimiento. Richter y Ting compartieron el Premio Nobel de Física de 1976.

La partícula J/psi, como se le llama hoy, es un quark encanto unido a un antiquark encanto, su pareja de antimateria. Duraba unas mil veces más de lo que esperaban los físicos, y muchos concluyeron que para explicarla hacía falta un cuarto tipo de quark. La existencia del quark encanto ya se había predicho, y su descubrimiento elevó a cuatro el número de quarks conocidos.

Masa y carga

El Particle Data Group, que reúne las mediciones de partículas de todo el mundo, indica una masa de 1.273 GeV para el quark encanto. En física de partículas, la masa se mide en unidades de energía, y un GeV equivale a mil millones de electronvoltios. Así, un quark encanto tiene alrededor de 1.4 veces la masa de un protón entero, y casi 600 veces la de un quark arriba. Su carga eléctrica es dos tercios de la de un protón.

Como los demás quarks, los quarks encanto nunca se encuentran solos. Desde 1977, todas las búsquedas de un quark libre han terminado sin encontrar ninguno.