El Misterio de la Masa del Quark

La combinaci�n de quarks up y down para formar protones y neutrones sugiere que el up y el down tienen aproximadamente la misma masa: alrededor de 1/3 de la masa de un nucle�n. Pero en el extraordinario caso del pi�n, la combinaci�n de quarks up y anti-down, tiene una �nica energ�a de masa de �solo 140 MeV!. Incluso la misma combinaci�n de quarks en un mes�n ro tiene una energ�a de masa de �770 MeV!. El concepto de masa es mucho mas extra�o que lo que la f�sica cl�sica sugiere.

La diferencia entre un pi�n y una part�cula ro es la alineaci�n del esp�n de los quarks. El pi�n es un mes�n pseudoescalar con momento angular cero. Los quarks tienen esp�n 1/2 y estos est�n "pareados" o anti-alineados. En el mes�n ro, un mes�n vectorial, el momento angular es j=1, lo que indica espines paralelos. Bajo la influencia de la fuerza de color fuerte, el estado con espines alineados tiene una energ�a m�s alta, que se muestra como una energ�a de masa m�s grande. La analog�a con la energ�a m�s elevada de los espines alineados en un campo magn�tico (efecto Zeeman) es instructiva, pero esta diferencia en la energ�a asociada con la fuerza de color es enorme.

Comentarios de Georgi "Hay buenas razones para creer que la mayor parte de la masa del quark que "vemos" en la masa del prot�n o la part�cula ro, es un efecto din�mico del confinamiento de los quarks. Los quarks u y d en la teor�a de la cromodin�mica cu�ntica subyacente, en realidad tienen masas mucho m�s peque�as que 1/3 de la masa del prot�n".