Hadrón

Diferencia entre los bariones y los mesones.

Nombre y carga eléctrica de los componentes de la materia.

Un hadrón (del griego ἁδρός, hadrós, "denso") es una partícula subatómica que experimenta la interacción nuclear fuerte. Puede ser una partícula elemental o una partícula compuesta. Los neutrones y protones son ejemplos de hadrones.

Como todas las partículas subatómicas, los hadrones tienen números cuánticos correspondientes a las representaciones del grupo de Poincaré: JPC(m), donde J es el espín, P la paridad, C la paridad C, y m la masa. Además pueden llevar números cuánticos de sabor como el isoespín, extrañeza, etc.

Los hadrones se pueden subdividir en dos clases:

Bariones

Son fermiones y siempre llevan un número cuántico conservado llamado número bariónico (B) que es igual a 1 para los nucleones.

Mesones

Son bosones con B = 0.

La mayor parte de los hadrones pueden ser clasificados por el modelo de quarks, que postula que todos los números cuánticos de los bariones se derivan de aquellos de los quarks de valencia. Para un barión estos son tres quarks, y para un mesón estos son un par quark-antiquark.

Cada quark es entonces un fermión con B = 1/3. Los estados excitados bariónicos o mesónicos son conocidos como resonancias. Cada estado fundamental hadrónico puede tener muchos estados excitados, y cientos han sido observados en experimentos con partículas. Las resonancias decaen extremadamente rápido (aproximadamente en 10⁻²⁴ s) por las interacciones fuertes.

Los mesones que se encuentran fuera de la clasificación según el modelo de quarks se denominan mesones exóticos. Estos incluyen glueballs (bolas de pegamento), mesones híbridos y tetraquarks. Los únicos bariones que están fuera del modelo de quarks a la fecha son los pentaquarks, pero la evidencia de su existencia es poco clara desde 2005.

Todos los hadrones son excitaciones de una partícula de la teoría básica de la interacción fuerte, llamada cromodinámica cuántica. Debido a una propiedad llamada confinamiento que esta teoría experimenta a energías por debajo de la escala QCD, estas excitaciones no son quarks y gluones, que son los campos básicos, sino los hadrones que son compuestos, y no llevan carga de color.

En otras fases de materia QCD los hadrones pueden desaparecer. Por ejemplo, a temperatura y presión muy altas, a menos que haya suficiente cantidad de sabores muy masivos de quarks, la teoría QCD predice que los quarks y gluones van a interactuar débilmente y ya no estarán confinados. Esta propiedad, que se conoce como libertad asintótica, ha sido experimentalmente confirmada a las escalas de energía de entre un GeV y un TeV. Pero esta teoría pronto se pondrá a prueba ya que el 10 de septiembre de 2008 se puso en funcionamiento un acelerador de partículas o hadrones (el LHC, gran colisionador de hadrones, por sus iniciales en inglés), que mide 27 km de circunferencia, situado en el límite entre Francia y Suiza, cerca de la ciudad de Ginebra, y ha costado 3.700 millones de Euros (unos 6.000 millones de dólares según algunas fuentes).

Véase también

• Gran colisionador de hadrones (LHC)
• Partícula subatómica: lista de partículas, leptones
• Cromodinámica cuántica, modelo de quarks
• Estrella de quarks
• Hadrón exótico

Referencias y enlaces externos

• El Particle Data Group [1] mantiene listados de las propiedades de todas las partículas conocidas.