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Un quark es una partícula diminuta que compone los protones y los neutrones. Los átomos están formados por protones, neutrones y electrones. Antes se pensaba que las tres eran partículas fundamentales, que no podían dividirse en nada más pequeño. Tras la invención del acelerador de partículas, se descubrió que los electrones son partículas fundamentales, pero los neutrones y protones no. Los neutrones y los protones están formados por quarks, que se mantienen unidos por gluones.

Seis de las partículas del Modelo Estándar son quarks (mostrados en morado). Cada una de las tres primeras columnas forma una generación de materia.

Hay seis tipos de quarks. Los tipos se llaman sabores. Los sabores son up, down, strange, charm, top y bottom. Los quarks up, charm y top tienen una carga de +2⁄3, mientras que los quarks down, strange y bottom tienen una carga de -1⁄3. Cada quark tiene un antiquark correspondiente. Los antiquarks tienen una carga opuesta a la de sus quarks; lo que significa que los antiquarks up, charm y top tienen una carga de -2⁄3 y que los antiquarks down, strange y bottom tienen una carga de +1⁄3.

Sólo los quarks up y down se encuentran dentro de los átomos de la materia normal. Dos quarks up y uno down forman un protón (2⁄3 + 2⁄3 – 1⁄3 = +1 carga) mientras que dos quarks down y uno up forman un neutrón (2⁄3 – 1⁄3 – 1⁄3 = 0 carga). Los otros cuatro sabores no se ven de forma natural en la Tierra, pero pueden fabricarse en aceleradores de partículas. Algunos de ellos también pueden existir en el interior de las estrellas.

Cuando dos o más quarks se mantienen unidos por la fuerza nuclear fuerte, la partícula formada se llama hadrón. Los quarks que forman el número cuántico de los hadrones se denominan «quarks de valencia». Las dos familias de hadrones son los bariones (formados por tres quarks de valencia) y los mesones (formados por un quark y un antiquark).

Cuando los quarks se estiran cada vez más, la fuerza que los mantiene unidos se hace mayor. Cuando llega el momento en que los quarks se separan, forman dos conjuntos de quarks, porque la energía que se pone al intentar separarlos es suficiente para formar dos nuevos quarks.

Una imagen de un neutrón. La ‘u’ representa un quark up, y la ‘d’ un quark down. Un neutrón está formado por tres quarks y es un barión (un tipo de hadrón). Los colores representan la fuerza fuerte del color en la teoría cuántica.

La idea (o modelo) de los quarks fue propuesta por los físicos Murray Gell-Mann y George Zweig en 1964. Otros científicos empezaron a buscar pruebas de los quarks, y lo consiguieron más tarde, en 1968