Modelo de quarks
English: Quark model

Un noneto de un mesón pseudoescalar. Los membros de un octeto se muestran en verde; en magenta, el solitario.

En física, el modelo de quarks es un esquema de clasificación de hadrones en términos de sus quarks de valencia. Por ejemplo, el quark (y el antiquark) que den lugar a números cuánticos de hadrones. Estos números cuánticos son las etiquetas de identificación de los hadrones y son de dos tipos. Vienen de la simetría de Poincaré — JPC(m) (donde J es el momento angular; P, la paridad intrínseca, y C, la paridad de conjugación de carga). El resto son números cuánticos de sabor, como el isospín, I. Cuando se toman en cuanta tres sabores de quarks, el modelo quark también se conoce como las ocho maneras, después del octeto de mesones de la figura.

El modelo quark usa las asignaciones estándar de los números cuánticos de quarks — spín 1/2, número bariónico 1/3, carga eléctrica 2/3 de un quark arriba y -1/3 de los abajo y extraño. Los antiquarks tienen los números cuánticos opuestos. Los mesones se hacen a partir de un par quark-antiquark de valencia y, por lo tanto, tienen un número bariónico cero. Los bariones son hechos de tres quarks y así tienen un número bariónico unitario. Este artículo analiza el modelo quark para el sabor SU(3), que envuelve los quarks arriba, abajo y extraño. Hay generalizaciones de muchos números de sabores.

Mesones

Mesones de espín 0, en forma de noneto.

La clasificación del camino de octeto se nombra después de los siguientes hechos. Si se toman tres sabores de quarks, entonces los quarks se encuentran en una representación fundamental, de 3 (llamados tripletes) sabores SU(3). Los antiquarks se encuentran en una representación compleja conjugada 3*. Los nueve estados (noneto) hechos de un par pueden descomponerse en una representación trivial, 1 (llamado un simple), y la representación adjunta, 8 (llamado octeto). La notación para esta descomposición es:

La primera figura muestra la aplicación de esta descomposición de los mesones. Si la simetría de sabor fuera exacta, entonces todos los nueve mesones podrían tener la misma masa. El contenido físico de la teoría incluye la consideración de la ruptura de la simetría inducida por las diferencias de las masas de los quarks y consideraciones de la mezcla entre varios múltiples (tales como el octeto y un simple). La división entre η y η' es más larga que la que el modelo de quarks puede acomodar — un hecho llamado el rompecabezas η-η'. Esto se resuelve por instantones (véase el artículo del vacío QCD).

Mesones de espín 1 en forma de noneto.

Los mesones son hadrones con número bariónico cero. Si un par quark-antiquark está en un estado de momento orbital angular L y tiene un espín S, entonces:

  • |L-S| ≤ J ≤ L+S, donde S = 0 o 1.
  • P = (-1)L+1, donde el "1" en el exponente aparece de la paridad intrínseca en el antiquark.
  • C = (-1)L+S para mesones que no tienen carga eléctrica. Los mesones neutros tienen valor indefinido de C.
  • Para el estado isospín I = 1 y 0, se puede definir un nuevo número cuántico multiplicativo llamado paridad G tal que G = (-1)I+L+S.

Evidentemente, si P = (-1)J (llamado estado de paridad natural), entonces S = 1 y, por lo tanto, PC = 1. Todos los otros números cuánticos se denominan exóticos, como en el estado 0--. En Wikipedia, es posible hallar una lista de mesones.