¿Qué son los quarks en la física y el universo?

Los quarks son las piezas más pequeñas que forman la materia. Imagina que todo lo que nos rodea, está hecho de bloques diminutos. Pues bien, los quarks serían los bloques más pequeños que existen. No se pueden ver ni con el microscopio más potente del mundo.

Son tan diminutos, que es difícil hacerse una idea de su tamaño. Los científicos los descubrieron estudiando cómo se comportan otras partículas más grandes llamadas hadrones.

Los físicos llevan décadas estudiándolos, para entender mejor cómo funciona nuestro universo. Y es que estos son la clave para descifrar muchos misterios sobre el origen y la estructura de todo lo que nos rodea. Desde las galaxias más lejanas hasta tu propio cuerpo está formado en última instancia por quarks.

La diversidad de los quarks y sus propiedades 

Para los que lo desconozcan, existen seis tipos diferentes de quarks. Sus nombres son up, down, charm, strange, top y bottom. Hay que destacar, que esos nombres no tienen nada que ver con sus características. Son simplemente etiquetas que les pusieron los físicos para diferenciarlos. Los quarks mas comunes son up y down. 

Los quarks se localizan en los protones y neutrones, que son los encargados de formar los núcleos de los átomos. Los otros cuatro tipos de quarks, son algo más raros. Solo aparecen en unas condiciones que sean muy especiales.

La importancia de los quarks en la física moderna 

Con el estudio de los quarks, hemos logrado revolucionar nuestra comprensión de la materia. Antes se pensaba que protones y neutrones, eran las partículas más básicas. Ahora ya sabemos que están compuestos por quarks.

Este descubrimiento dio lugar a una nueva teoría, la cromodinámica cuántica. Esta nos describe cómo interactúan los quarks entre sí. La cromodinámica cuántica es increíblemente precisa. Permite hacer predicciones muy exactas, sobre el comportamiento de las partículas. Sin embargo aún existen muchos misterios por resolver. 

Uno de ellos, es que aún se desconoce por qué existen exactamente seis tipos de quarks. Tampoco se entiende del todo el mecanismo que les da masa. 

El papel de los quarks en el universo

Los quarks son los elementos básicos de casi toda la materia visible del universo. Desde el polvo estelar hasta los planetas y las estrellas, todo contiene quarks en su interior. Incluso tú y yo estamos hechos de quarks aunque no nos demos cuenta.

Estas partículas jugaron un papel crucial en los primeros instantes, después del Big Bang cuando se formó el universo. En aquellos momentos iniciales, los quarks flotaban libremente en una sopa primordial de energía pura. Con el transcurrir del tiempo y mientras el universo se enfriaba los quarks comenzaron a unirse, formando con ello los protones y neutrones.

Estos a su vez se combinaron, para crear los primeros núcleos atómicos. De esta forma poco a poco, se fueron formando los elementos químicos que conocemos hoy en día. Todo gracias a esos diminutos quarks que decidieron juntarse y formar estructuras más complejas. Sin la presencia de ellos, el universo sería un lugar muy diferente. Es muy probable que ni siquiera existiríamos.

La física de los quarks y sus misterios 

Estudiar los quarks no es nada sencillo. Los científicos necesitan aceleradores de partículas, para poder investigarlos. En estos aparatos, de tamaños gigantescos, se hacen chocar partículas a velocidades cercanas a la de la luz. Los físicos pueden deducir información sobre los quarks y sus propiedades, cuando analizan los restos de estas colisiones.

Por poner un ejemplo, es como intentar averiguar cómo es un jarrón roto a partir de sus pedazos. Uno de los grandes misterios de los quarks es por qué tienen las masas que tienen. La teoría actual llamada Modelo Estándar, no explica el origen de estas masas. Algunos científicos piensan, que podría haber más tipos de quarks aún por descubrir. Otros piensan que quizás los quarks estén formados por partículas aún más pequeñas.