No sé si a vosotros os pasa lo mismo que a mí. Aunque de los quarks se habla de vez en cuando parece que todos nos hemos olvidado de los gluones ¿O no?

Los quarks son las únicas partículas elementales que experimentan todas las fuerzas conocidas de la naturaleza y tienen una carga eléctrica fraccionada. La interacción entre quarks y gluones es responsable de casi toda la masa percibida de protones y neutrones y es por tanto de donde obtenemos nuestra masa. Más claro ¿no?

Los gluones reciben este nombre porque vienen a ser el “pegamento” que une a los quarks para formar protones y neutrones. 

Son los portadores de la fuerza fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales . Las partículas portadoras de fuerza, como el gluón, así como el fotón para la fuerza electromagnética y los bosones W y Z para la fuerza débil, son partículas sin masa con un giro cuántico de 1 y se denominan colectivamente “bosones de calibre”.

Aunque los físicos no pueden ver gluones individuales, sabemos que existen debido a evidencia indirecta que solo puede explicarse por la presencia de gluones.

Los gluones se detectaron por primera vez en 1979, en un experimento en el acelerador de anillo en tándem de electrones de positrones (PETRA).(se abre en una pestaña nueva)en el laboratorio Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) en Alemania. PETRA es un anillo de 2,3 km) de largo, un poco como una versión en miniatura del Gran Colisionador de Hadrones , excepto que PETRA acelera los leptones, específicamente los electrones y sus equivalentes de antimateria, los positrones, en lugar de los protones y los núcleos atómicos.

Cuando la materia y la antimateria se juntan, se aniquilan!. En el caso de romper electrones en positrones, el par se aniquila y libera un quark y un antiquark. 

Los dos quarks no pueden escapar el uno del otro: cuanto más intentan separarse, más fuerte se vuelve la fuerza fuerte entre ellos (al menos hasta cierto punto, alrededor de 10^-15 m, o un femtómetro), el exceso de energía almacenada permitiendo que el par de quark y antiquark se desintegre, o se ‘hadronice’, en partículas de hadrones que se forman en una región cónica a lo largo de las direcciones de desplazamiento del quark y el antiquark originales. Esta región cónica de partículas de hadrones se llama chorro , y una simple aniquilación electrón-positrón produciría dos chorros opuestos correspondientes al quark y al antiquark. 

Sin embargo, si los gluones son reales, entonces la aniquilación electrón-positrón también debería producir un gluón junto al par quark-antiquark, y este gluón también debería hadronizarse en un tercer chorro. Para conservar la cantidad de movimiento, el gluón se llevaría parte de la cantidad de movimiento de uno de los quarks, cambiando la dirección de su chorro de modo que los chorros hadronizados de los quarks ya no estarían directamente opuestos entre sí, mientras que el chorro derivado del gluón sería fuera a un lado. De hecho, esto es lo que se vio en el experimento PETRA, y también en experimentos posteriores, lo que confirma la existencia del gluón. Claro ¿no?

Si has conesguido llegar leyendo hasta aquí seguro que te interesará un viaje a los años 70 para enterarte en detalle de como se descubrió esta enigmática partícula.

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