Kvarkų apibrėžimas fizikoje

MARK GARLICK / Getty Images

Kvarkas yra vienas iš pagrindinės dalelės fizikoje. Jie susijungia ir sudaro hadronus, tokius kaip protonai ir neutronai, kurie yra atomų branduolių komponentai. Kvarkų ir jų sąveikos per stiprią jėgą tyrimas vadinamas dalelių fizika.

Kvarko antidalelė yra antikvarkas. Kvarkai ir antikvarkai yra vienintelės dvi pagrindinės dalelės, kurios sąveikauja per visas keturios pagrindinės fizikos jėgos : gravitacija, elektromagnetizmas ir stiprus ir silpnos sąveikos .

Kvarkai ir suvaržymas

Eksponuoja kvarkas įkalinimas , o tai reiškia, kad kvarkai nėra stebimi atskirai, bet visada kartu su kitais kvarkais. Dėl to savybių (masės, sukimosi ir pariteto) nustatyti neįmanoma tiesiogiai išmatuoti; šias savybes reikia numanyti iš jų sudarytų dalelių.

Šie matavimai rodo ne sveikų skaičių sukimąsi (arba +1/2, arba -1/2), todėl kvarkai yra fermionai ir sekite Pauli išskyrimo principas .

Stipriai sąveikaujant kvarkams, jie keičiasi gliuonais, kurie yra bemasiai vektoriniai bozonai, turintys porą spalvų ir antispalvių krūvių. Keičiant gliuonus, pasikeičia kvarkų spalva. Ši spalvos jėga yra silpniausia, kai kvarkai yra arti vienas kito, ir stiprėja tolstant vienas nuo kito.

Kvarkus taip stipriai suriša spalvinė jėga, kad jei užtenka energijos jiems atskirti, susidaro kvarkų ir antikvarkų pora, kuri susijungia su bet kokiu laisvu kvarku, kad susidarytų hadronas. Dėl to laisvieji kvarkai niekada nematomi vieni.

Kvarkų skoniai

Yra šešios skonių kvarkų: aukštyn, žemyn, keista, žavesio, apačios ir viršaus. Varškės skonis lemia jo savybes.

Kvarkai, kurių krūvis +(2/3) ir yra vadinami up tipo kvarkai ir tie, kurių krūvis yra -(1/3) ir yra vadinami pūkinio tipo .

Yra trys kartos kvarkų, paremtų silpnų teigiamų/neigiamų, silpnų izospinų poromis. Pirmosios kartos kvarkai yra aukštyn ir žemyn, antrosios kartos kvarkai yra keisti, o žavesio kvarkai, trečiosios kartos kvarkai yra viršutiniai ir apatiniai kvarkai.

Visi kvarkai turi bariono skaičių (B = 1/3) ir leptono skaičių (L = 0). Skonis lemia tam tikras kitas unikalias savybes, aprašytas individualiuose aprašymuose.

Aukštyn ir žemyn kvarkai sudaro protonus ir neutronus, matomus įprastos medžiagos branduolyje. Jie yra lengviausi ir stabiliausi. Sunkesni kvarkai susidaro didelės energijos susidūrimų metu ir greitai suyra į aukštyn ir žemyn esančius kvarkus. Protoną sudaro du aukštyn ir žemyn kvarkai. Neutroną sudaro vienas aukštyn kvarkas ir du žemyn kvarkai.

Pirmosios kartos kvarkai

Aukštyn kvarkas (simbolis in )

Silpnas Isospin:+1/2Isospin ( aš_Su ):+1/2Mokestis (proporcija ir ):+23Masė (MeV/c^du):nuo 1,5 iki 4,0

Pūkinė varškė (simbolis d )

Silpnas Isospin:-1/2Isospin ( aš_Su ):-1/2Mokestis (proporcija ir ):-1/3Masė (MeV/c^du): nuo 4 iki 8

Antrosios kartos kvarkai

Žavingas kvarkas (simbolis c )

Silpnas Isospin:+1/2žavesys ( C ):1Mokestis (proporcija ir ):+23Masė (MeV/c^du):nuo 1150 iki 1350

Keistas kvarkas (simbolis s )

Silpnas Isospin:-1/2Keista ( S ):-1Mokestis (proporcija ir ):-1/3Masė (MeV/c^du):nuo 80 iki 130

Trečiosios kartos kvarkai

Viršutinis kvarkas (simbolis t )

Silpnas Isospin:+1/2Topness ( T ):1Mokestis (proporcija ir ):+23Masė (MeV/c^du):170200–174800

Apatinis kvarkas (simbolis b )

Silpnas Isospin:-1/2dugnas ( B' ):1Mokestis (proporcija ir ):-1/3Masė (MeV/c^du):nuo 4100 iki 4400