How big is Quark cima?

A fecha de 2026, el quark cima es la partícula elemental más pesada conocida. Una partícula elemental no está formada por nada más pequeño, hasta donde pueden determinar los experimentos. El quark cima no tiene un tamaño medido, así que el 1 yoctómetro que aparece arriba es un valor provisional y no una medición. Representa un tamaño mucho menor que cualquiera que un experimento pueda detectar.

Tamaño

Un yoctómetro es 10⁻²⁴ metros, una billonésima de una billonésima de metro. Ningún experimento ha medido un tamaño para el quark cima, ni para ningún otro quark. En todas las pruebas realizadas hasta ahora, los quarks se comportan como puntos.

Los físicos buscan el tamaño de una partícula lanzándole otras partículas y observando cómo rebotan. El experimento ZEUS estudió colisiones entre electrones y protones en el acelerador HERA y no vio señal alguna de que los quarks del interior de los protones tuvieran tamaño. En 2016 informó de que el radio de esos quarks, si lo tienen, tiene que ser menor que 4,3 × 10⁻¹⁹ metros. Es un límite superior, no un tamaño, y procede de los quarks que hay dentro de los protones, no del quark cima.

Comparaciones de tamaño

El límite superior para los quarks del interior de los protones, de unos 8,6 × 10⁻¹⁹ metros de diámetro, es unas 860 000 veces la cifra del explorador.
Un protón, de unos 1,7 femtómetros (1,7 × 10⁻¹⁵ metros) de diámetro, tiene unas 2 000 veces el ancho de ese límite superior para un quark.
El 1 yoctómetro del explorador es unos 60 000 millones de veces la longitud de Planck, de 1,6 × 10⁻³⁵ metros, el siguiente objeto más pequeño del explorador.
Si 1 yoctómetro se agrandara hasta el grosor de un cabello humano, de unos 0,1 milímetros, un protón tendría unos 170 kilómetros de diámetro y el cabello mediría aproximadamente un año luz de ancho.

La partícula más pesada conocida

El Particle Data Group, que reúne las mediciones de partículas de todo el mundo, da para la masa del quark cima un valor de 172,56 ± 0,31 GeV. Los físicos de partículas miden la masa en estas unidades de energía, y un GeV son mil millones de electronvoltios. La masa del quark cima es cercana a la de un átomo entero de oro. Es unas 40 veces la masa del quark fondo, el siguiente quark más pesado.

Ser pesado no hace grande al quark cima. La masa y el tamaño son propiedades distintas, y ningún quark, pesado o ligero, ha mostrado tamaño alguno en los experimentos.

Una partícula que apenas dura

El 2 de marzo de 1995, científicos de los experimentos CDF y DZero anunciaron el descubrimiento del quark cima. Lo encontraron en el acelerador Tevatrón de Fermilab, que hacía chocar protones con antiprotones. Hoy, el Gran Colisionador de Hadrones del CERN produce quarks cima en pares, sobre todo a partir de colisiones entre gluones, las partículas que mantienen unidos a los quarks.

Un quark cima se desintegra en menos de 10⁻²⁴ segundos y da lugar a un bosón W y un quark fondo. Los demás quarks se unen para formar partículas más grandes llamadas hadrones, como los protones, pero eso tarda varias veces 10⁻²⁴ segundos. El quark cima se desintegra antes de poder integrarse en ningún hadrón. Vive demasiado poco para observarlo directamente, así que los experimentos lo identifican a partir de las partículas en las que se desintegra.