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Chimica, Fisica

I quark

I quark sono delle particelle elementari di diverso tipo e caratteristiche. I due principali (chiamati up e down, in italiano sopra e sotto) si uniscono per dare la carica elettrica positiva ai protoni e per fare in modo che i neutroni non abbiano carica elettrica.

La particelle elementari sono i costituenti primi della materia, cioè che non dovrebbe scindersi in altre particelle. Tra questi ci sono gli elettroni, particelle che ruotano attorno al nucleo degli atomi (il nucleo è formato da protoni e neutroni) e provviste di carica elettrica, convenzionalmente indicato con il valore di -1. Il numero dei protoni presenti negli atomi sono uguali a quello degli elettroni in modo che la carica positiva e quella negativa si annullino a vicenda.

Con il tempo si è scoperto che i protoni e i neutroni non sono particelle elementari ed è logico che sia così dato che questi rappresentano quasi tutta la massa di ciascun atomo mentre la massa dell’elettrone è piccolissima. Basti pensare che la massa dell’idrogeno è di 1,008 u mentre quella dell’elettrone è pari a 0,0005 u.

I quark principali sono chiamati up e down e hanno una carica elettrica diversa. Il primo la carica positiva con valore assoluto pari a 2/3 di quello dell’elettrone, mentre il secondo ha carica negativa con valore assoluto pari a 1/3 dell’elettrone.

Due quark up e uno down si combinano tra loro e danno la carica positiva al protone. Infatti, se si sommano le loro cariche otteniamo +1.

quark del protone — Somma delle cariche elettriche all’interno del protone

Il neutrone è, invece, costituito da un solo quark up e da due down. Questo fa sì che non ha carica elettrica.

quark del neutrone — Differenza delle cariche elettriche all’interno del neutrone

Oltre a loro sono conosciuti altri quattro tipi di quark chiamati charm (fascino), strange (strano), top (cima) e bottom (fondo). Queste particelle sono molto instabili, hanno una massa molto maggiore e decadono rapidamente. Possono essere prodotti soltanto in seguito a interazioni ad alta energia. Anch’essi possono in teoria combinarsi tra loro, sempre a gruppi di tre, e formare altre particelle subatomiche come i protoni e i neutroni e chiamate anche con il nome di barioni.