Quarks

Los quarks son fermiones elementales, es decir, partículas elementales de spin fraccionario. Poseen masa, carga de color, carga eléctrica y son suceptibles a la interacción nuclear débil.

Sabor

Cada uno de los seis tipos de quarks postulados y detectados se llama "sabor", es decir, hay seis sabores de quarks. Los quarks de generaciones superiores son más pesados e inestables, al igual que ocurre con los leptones, y degeneran rápidamente en quarks de generaciones inferiores liberando partículas y energía.

Carga eléctrica	+2/3	-1/3
1ª generación	Up (u)	Down (d)
2ª generación	Charm (c)	Strange (s)
3ª generación	Top (t)	Botton (b)

La interacción nuclear débil es la responsable de estos cambios de sabor.

Los quarks de la primera generación, up y down, son los componentes básicos de casi toda la materia conocida, como protones y neutrones.

Las cuatro interacciones

Carga de color

Por poseer carga de color sufren la interacción nuclear fuerte, que es la causante de que los quarks se combinen formando hadrones. Las interacciones fuertes residuales mantienen a los hadrones juntos, para formar núcleos.

Carga eléctrica

Como se puede ver en la tabla, los quarks poseen carga eléctrica, por lo que sufren interacciones electromagnéticas. Es decir, son atraidos y repelidos por otras partículas cargadas mediante el intercambio de fotones.

Cuando los quarks se unen para formar hadrones, esta carga eléctrica debe conservarse. Así, un protón, formado por dos quarks up (u) y un quark down (d) tiene una carga eléctrica de 2/3 + 2/3 - 1/3 = 1.

Masa

Los quarks son además partículas con masa, sujetos a la interacción gravitatoria. Sin embargo, es muy difícil determinar exactamente su masa e incluso definir qué se entiende por masa de un quark, dado que un quark no se puede aislar. Así, cuando los quarks se unen para formar compuestos, la mayor parte de la masa no proviene de la masa de los quarks, sino de la energía de confinamiento.

Por ejemplo, la masa de un protón de 0,938 GeV/c² es casi cinco veces superior a la suma de la masa de los quarks que lo forman, dos quarks up (masa de 0,005 GeV/c²) y un quark down (0,01 GeV/c²).

Interación nuclear débil

Ya se ha comentado que los quarks de generaciones superiores degeneran en quarks de generaciones inferiores, es decir, sufren también la interacción débil, que es la que rige estos procesos de desintegración. Un quark puede cambiar de sabor mediante la interacción debil. Así, si un quark emite un bosón virtual W+ ó W-, debe cambiar su carga eléctrica, y por consiguiente, su sabor.

Antiquarks

Como se ha dicho, casi toda la materia normal está formada por quarks y leptones. La antimateria, por simetría, está formada por antiquarks, partículas de misma masa que los quarks, pero de carga électrica opuesta. Por ejemplo, el antiquark up, o quark anti-up, tendría carga eléctrica -2/3.

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Partículas subatómicas
		Fermiones (spín fraccionario)	Bosones (spín entero)
Elementales		Leptones (spín ½) Quarks Para cada leptón y cada quark existe su correspondiente antipartícula	Bosones portadores (spín 1) Son partículas virtuales portadoras de las fuerzas de interacción
Compuestos	Hadrones	Bariones (formados por 3 quarks)	Mesones (formados por 1 quark + 1 antiquark)
	Núcleos atómicos	Nucleos formados por un número impar de fermiones elementales	Nucleos formados por un número par de fermiones elementales