Кварк
Кварки в ядрената физика се наричат вид елементарни частици, считани за фундаменталните градивни елементи на материята.[1][2][3] Кварките се комбинират, за да образуват съставни частици, наречени адрони, най-стабилните от които са протоните и неутроните, компоненти на атомните ядра.[4] Те никога не се наблюдават директно, нито се откриват изолирано; могат да бъдат открити само в рамките на адроните, които включват бариони (като например протоните и неутроните) и мезони.
Кварките имат различни присъщи свойства, включително електрически заряд, маса, цветен заряд и спин.
Видове кварки
редактиранеЗа да обясни свойствата на елементарните частици, през 1963 година американският физик Мъри Гел-Ман предлага теоретичен модел, съгласно който всички бариони и мезони са изградени от по-малки частици, наречени кварки. Думата „кварк“ няма определено смислово значение. С присъщо на физиците чувство за хумор Гел-Ман я заимства от романа „Бдение над Финеган“ на известния писател Джеймс Джойс, чийто герой в съня си чува странната фраза „Три кварка за мистър Марк“.[5]
Първоначално кварковият модел на адроните (това е общото наименование на мезоните и барионите) включва 3 кварка, които се означават със символите u, d и s. Това са първите букви от названията на кварките на английски език (имената им са дадени съвсем произволно): up (горен), down (долен) и strange (странен). Кварките са единствените частици с дробен електричен заряд. u-кваркът има положителен заряд +2е/3, докато d- и s- кварките са носители на отрицателен заряд –е/3.
Според съвременните представи цялата материя е изградена от 6 лептона и 6 кварка. Всички досегашни опити да се изолират отделни кварки са завършили с неуспех. Независимо от това съществуват убедителни косвени експериментални доказателства за съществуването на кварките. Експериментално са определени и техните маси. Шестият, т.нар. топ-кварк, е открит през 1995 г. на ускорителя във „Фермилаб“ (САЩ). Неговата маса е 340 000 пъти по-голяма от масата на електрона и 185 пъти по-голяма от масата на протона.
На всеки кварк съответства антикварк със същата маса, но с противоположен електричен заряд.
Описание
редактиранеЗаедно с лептоните те са един от двата вида фермиона със спин −½. Обектите, съставени от кварки, се наричат адрони, като най-известните примери са протонът и неутронът. Кварките се различават от лептоните по наличието на допълнително квантово число, наречено цвят. Освен това лептоните имат цял електрически заряд (−1 или 0 в единици електронен заряд), докато кварките имат дробен електрически заряд
или
Според Квантовата хромодинамика (КХД) всеки обект който има цветен заряд различен от нула, не може да бъде наблюдаван в свободно състояние. Това свойство се нарича конфайнмънт (от англ. confinement). Те са затворени в безцветните адрони. Ето защо отделни кварки не са наблюдавани. Експерименталното потвърждение за тяхното съществуване е чрез наблюдаване на струи (на английски: jets) от адрони с общо начало. В детекторите за елементарни частици винаги се наблюдават поне две струи. Отчитайки и закона за запазване на импулса индиректно се наблюдават обектите кварки.
Кваркова структура на протон: 2 горни и един долен кварк.
- Кварките взаимодействат чрез цветните взаимодействия. Техните съответни античастици са познати като антикварки. Кварките съществуват в шест разновидности:
| Поколение | Име | Символ | Ел. заряд (е) | Маса (MeV) | Спин | Антикварк | Символ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Горен (u) | +2/3 | 1.5 до 4 | Антигорен кварк | |||
| 1 | Долен (d) | −1/3 | 4 до 8 | Антидолен кварк | |||
| 2 | Странен (s) | −1/3 | 80 до 130 | Антистранен кварк | |||
| 2 | Чаровен (c) | +2/3 | 1,150 до 1,350 | Античаровен кварк | |||
| 3 | Дънен (b) | −1/3 | 4,100 до 4,400 | Антидънен кварк | |||
| 3 | Топ (t) | +2/3 | 178,000 ± 4,300 | Антитоп кварк |
На лов за кварки
редактиранеВ Брукхейвънската национална лаборатория в Ню Йорк се извършват експерименти целящи да се наблюдават кварки като снопове ядра на златото се насочват един срещу друг при скорост близка до светлинната. Резултатът е възстановяване на онова състояние на материята – така наречената „кварк-глуонна плазма“ – каквото се предполага, че е съществувало десет милионни от секундата след Големия взрив.
Вижте също
редактиранеИзточници
редактиране- ↑ Quark // Oxford English Dictionary (OED). Посетен на 12 August 2024.
- ↑ кварки // Речник на българския език (ibl.bas.bg). Институт за български език. Посетен на 12 август 2024.
- ↑ Уваров, E. Б.; А. Айзакс. кварки // Речник на научните термини. София, Издателство „Петър Берон“, 1992. с. 180-181.
- ↑ "Quark (subatomic particle)". Encyclopædia Britannica.
- ↑ J. Joyce (1982) [1939]. Finnegans Wake. Penguin Books. p. 383. ISBN 978-0-14-006286-1