La Vía Óctuple
La Vía Óctuple es un sistema de clasificación de partículas subatómicas que organiza bariones y mesones en familias con propiedades comunes, utilizando dos números cuánticos esenciales:
- Carga eléctrica $Q$
- Extrañeza $S$, número cuántico que señala la presencia de quarks extraños o antiquarks en la partícula.
Fue propuesta en 1961 por Murray Gell-Mann y, de forma independiente, por Yuval Ne’eman, tomando como base el grupo de simetría matemática SU(3).
La Vía Óctuple buscaba poner orden en el llamado “zoológico de partículas” de las décadas de 1950 y 1960, cuando se habían descubierto decenas de partículas sin un marco coherente que permitiera organizarlas.
Estas agrupaciones suelen representarse mediante figuras geométricas regulares, como hexágonos y triángulos.
Ejemplo
En el caso de los bariones, la extrañeza $S$ se representa en el eje vertical, mientras que la carga eléctrica $Q$ aparece en los ejes diagonales.
A esta disposición se la conoce como el octete de bariones.
Recibe el nombre de “octete” porque este diagrama hexagonal contiene ocho bariones.
Nota. En este diagrama, los bariones -partículas con espín $ \frac{1}{2} $ formadas por tres quarks- se disponen de acuerdo con su extrañeza ($S$, eje vertical) y su carga eléctrica ($Q$, eje horizontal).
- En la parte superior, con $S = 0$, se encuentran el neutrón $n$ (neutro, $Q = 0$) y el protón $p$ (carga positiva, $Q = +1$).
- En $S = -1$ aparecen los tres bariones $\Sigma$ ($\Sigma^{+}$, $\Sigma^{0}$, $\Sigma^{-}$), junto con el barión $\Lambda$ ($Q = 0$).
- En la parte inferior, con $S = -2$, están los bariones $\Xi$, cada uno con dos quarks extraños $s$. El $ \Xi^{-} = (d s s) $ posee carga negativa ($Q = -1$), mientras que el $ \Xi^{0} = (u s s) $ es neutro ($Q = 0$).
Un esquema hexagonal análogo se utiliza para los mesones.
Este es el octete de mesones:
En este caso, la fila superior corresponde a $S = +1$ y la inferior a $S = -1$, es decir, el orden inverso al de los bariones.
Nota. Este diagrama muestra mesones pseudosescalares -partículas compuestas por un quark y un antiquark- organizados según su extrañeza ($S$, eje vertical) y su carga eléctrica ($Q$, eje horizontal).
- En la parte superior, con $S = +1$, se ubican el kaón neutro $K^{0}$ ($Q = 0$) y el kaón positivo $K^{+}$ ($Q = +1$).
- En $S = 0$ aparecen los tres piones ($\pi^{-}$, $\pi^{0}$, $\pi^{+}$) junto con el mesón $\eta$.
- En la parte inferior, con $S = -1$, se encuentran el kaón negativo $K^{-}$ ($Q = -1$) y el antikaón neutro $\overline{K}^{0}$ ($Q = 0$). Esta disposición refleja la simetría de sabor $SU(3)$, que agrupa estos mesones en un octete de acuerdo con sus números cuánticos.
Estas agrupaciones fueron clave para establecer la primera clasificación sistemática de las partículas extrañas, incorporando el número cuántico de “extrañeza” introducido en los años cincuenta.
El esquema incluso permitió predecir partículas hasta entonces desconocidas -la más famosa, el $ \Omega^- $ (carga $-1$, extrañeza $-3$), descubierta en 1964.
Sin embargo, el modelo también tiene limitaciones.
Nota. La simetría es solo aproximada, y las masas de las partículas dentro de un mismo multiplete no son idénticas. Además, el modelo no explica por qué las partículas poseen masas concretas ni por qué interactúan de la manera en que lo hacen.
Aun así, representó un avance decisivo en la clasificación de partículas y abrió el camino hacia el modelo de quarks, en el que los bariones del octete y del decuplete se entienden como combinaciones de tres quarks ($u$, $d$, $s$).
Y más allá.
