Määritelmä Quarks fysiikassa

Kvarkki on yksi perustavanlaatuiset hiukkaset fysiikassa. Ne yhdistyvät muodostaen hadronit, kuten protonit ja neutronit, jotka ovat atomien ytimien komponentteja. Kvarkkien ja niiden välisten vuorovaikutusten tutkimista voimakkaan voiman kautta kutsutaan hiukkasfysiikkaksi.

Kvarkin antihiukkaset ovat antikvarkki. Kvarkit ja antiquarks ovat ainoat kaksi perushiukkasta, jotka ovat vuorovaikutuksessa kaikkien kanssa neljä fysiikan perusvoimaa: painovoima, sähkömagneettisuus ja vahva ja heikko vuorovaikutus.

Quark näyttely synnytys, mikä tarkoittaa, että kvarkeja ei havaita itsenäisesti, vaan aina yhdessä muiden kvarkkien kanssa. Tämä tekee ominaisuuksien (massan, kehruun ja pariteetin) määrittämisen mahdottomaksi mitata suoraan; nämä piirteet täytyy päätellä niistä koostuvista hiukkasista.

Nämä mittaukset osoittavat, että spin ei ole kokonaisluku (joko +1/2 tai -1/2), joten kvarkit ovat fermioneja ja seuraa Paulin poissulkemisperiaate.

Kvarkkien välisessä vahvassa vuorovaikutuksessa ne vaihtavat gluoneja, jotka ovat massattomia vektorimittapulsseja, joissa on pari väri- ja värivarauksia. Vaihtaessa gluoneja, kvarkkien väri muuttuu. Tämä värivoima on heikoin, kun kvarkit ovat lähellä toisiaan ja vahvistuvat, kun ne liikkuvat toisistaan.

Kvarkeja sitoa värivoima niin voimakkaasti, että jos niiden erottamiseen on tarpeeksi energiaa, syntyy kvarki-antiikkäripari, joka sitoutuu minkä tahansa vapaan kvarkin kanssa hadronin tuottamiseksi. Seurauksena ilmaisia ​​kvarkeja ei koskaan näy yksin.

Niitä on kuusi makuja kvarkkeja: ylös, alas, outoa, viehätys, alhaalta ja ylhäältä. Takarin maku määrää sen ominaisuudet.

Kvarkeja, joiden varaus on + (2/3)e kutsutaan up-tyyppinen kvarkeja ja niitä, joiden lataus on - (1/3)e kutsutaan down-tyyppinen.

On kolme sukupolvet kvarkkeja, jotka perustuvat heikkojen positiivisten / negatiivisten, heikkojen isospin-pareihin. Ensimmäisen sukupolven kvarkit ovat ylös ja alas kvarkeja, toisen sukupolven kvarkit ovat omituisia, ja hurmaa kvarkit, kolmannen sukupolven kvarkit ovat ylä- ja alakorkoja.

Kaikilla kvarkeilla on baryoniluku (B = 1/3) ja leptoniluku (L = 0). Maku määrittää tietyt muut ainutlaatuiset ominaisuudet, jotka kuvataan yksittäisissä kuvauksissa.

Ylös ja alas kvarkit muodostavat protoneja ja neutroneja, nähtynä tavallisen aineen ytimessä. Ne ovat kevyimpiä ja vakaimpia. Raskaammat kvarkit syntyvät suurienergisissä törmäyksissä ja hajoavat nopeasti ylös ja alas kvarkeiksi. Protoni koostuu kahdesta ylöspäin kvarkeista ja alaspäin kvarkeista. Neutroni koostuu yhdestä ylös kvarkeista ja kahdesta alas kvarkeista.

Yläkorkki (symboli U)

• Heikko Isospin: +1/2
• Isospin (minä_z): +1/2
• Maksu (osuus%) e): +2/3
• Massa (MeV / c²): 1,5 - 4,0

Kvarkki alaspäin (symboli d)

• Heikko Isospin: -1/2
• Isospin (minä_z): -1/2
• Maksu (osuus%) e): -1/3
• Massa (MeV / c²): 4 - 8

Charm quark (symboli C)

• Heikko Isospin: +1/2
• Viehätys (C): 1
• Maksu (osuus%) e): +2/3
• Massa (MeV / c²): 1150 - 1350

Outo kvarkki (symboli s)

• Heikko Isospin: -1/2
• Omituisuus (S): -1
• Maksu (osuus%) e): -1/3
• Massa (MeV / c²): 80 - 130

Yläkvarkki (symboli T)

• Heikko Isospin: +1/2
• Topness (T): 1
• Maksu (osuus%) e): +2/3
• Massa (MeV / c²): 170200 - 174800

Pohjakorkki (symboli b)

• Heikko Isospin: -1/2
• Pohja (B'): 1
• Maksu (osuus%) e): -1/3
• Massa (MeV / c²): 4100 - 4400