La Aniquilación Electrón-Positrón proporciona Evidencia de los Tres Colores de Quarks

Uno de los experimentos definitivos que apoya el modelo de quark es la aniquilación de alta energía de electrones con positrones. La aniquilación puede producir pares de muón-antimuón o de quark-antiquark, que a su vez producen hadrones. Los eventos de hadrones son evidencia de la producción de quarks. La relación entre el número de eventos de hadrones y el número de eventos de muones, da una medida de la cantidad de "colores" de los quarks, y la evidencia apunta a cinco quarks con tres colores. Con la evidencia más reciente del quark top, estos experimentos proporcionan soporte para el modelo estándar de seis quarks con tres colores.

Los modelos que son evocados para explicar los resultados experimentales ilustrados abajo involucran a las secciones eficaces calculadas para los eventos de dispersión. Es útil que el mismo tipo de eventos de dispersión, por ejemplo la dispersión electrón-positrón, pueda producir ya sea dos muones (leptones) o una variedad de productos de hadrones. Cualquiera de ellos sugiere la creación de quarks. Lo que experimentalmente se utiliza es entonces, la frecuencia relativa de los eventos de hadrones, en comparación con los eventos de muones. La proporción calculada de los productos es la relación de las secciones eficaces, y esta relación depende de la relación de los cuadrados de las cargas eléctricas de los productos. La relación calculada depende entonces de la cantidad de tipos de pares de quark-antiquark que se pueden producir. Por lo tanto, tiene la forma

Si se usan los cinco quarks que estarían disponibles en este régimen energético, o sea los quarks u, d, s, c y b, se obtiene entonces

que obviamente está mal en comparación con el experimento. Pero si tenemos en cuenta los tres colores, se obtiene

Cuando se aplican las correcciones de la cromodinámica cuántica, esto está bastante de acuerdo con las observaciones experimentales en un amplio intervalo de energías. Obviamente, hay una gran cantidad de información que no se dice aquí sobre los detalles de los cálculos. Pero se espera poder ver que este tipo de evidencia experimental, es una fuerte prueba sobre el modelo de quark estándar. Incluye las cargas del modelo de 2e/3 y e/3, los cinco tipos de quarks, y los tres colores.

No se ve el sexto quark, porque las energías utilizadas no son suficientes para producir el par de quarks top-antitop.

Los Chorros proporcionan Evidencia de los Modelos de Confinamiento de Quarks

Los profundos experimentos de dispersión inelástica, proporcionaron la evidencia de que el protón y el neutrón se componen de tres partículas más fundamentales llamadas quarks. Un tipo de experimento en los colisionadores de protón-antiprotón produce chorros de mesones que se corresponden con los modelos de confinamiento de los quarks. Como se visualizó en el modelo de bolsa para el confinamiento de quarks, no es posible obtener un quark individual porque la energía necesaria para hacerlo es mucho mayor que la energía de producción del par quark-antiquark. Si en una colisión de alta energía, algo se dispersa directamente de uno de los constituyentes del quarks, se llevará una gran energía. Con una energía muchas veces la energía de producción de pares, se creará un chorro de pares de quark-antiquark (mesones).