Кварк

Відео: Про кварки, бозони і Стандартну модель. Детальніше про Науці

кварки (Від англ. Quark - Квак, кряк) - фундаментальні частинки, з яких за сучасними уявленнями складаються адрони, зокрема протони і нейтрони. На сьогодні відомо 6 сортів (їх прийнято називати «ароматами») кварків: d, u, s, c, b і t.
Кварки мають спін 1/2? де? - зведена стала Планка, і дробовий електричний заряд. Кожен кварк має також один з трьох кольорів (ще одне квантове число, подібно спину або аромату). Кожному з шести кварків відповідає своя античастинка - антікварк.
На відміну від інших елементарних частинок, кварки мають не цілий, а дробовий електричний заряд кратний 1/3 елементарного заряду.
Всім кваркам, крім d і u, приписується певне ароматів квантове число (ароматів заряд): дивина, чарівність, красу і правдивість. За абсолютною величиною цей заряд приймається рівним 1, а знак прийнято вибирати таким, як і знак електричного заряду кварка.
Ізоспін кварків дорівнює 1/2, а отже його проекція, в залежності від аромату кварка, може приймати два значення: -1 / 2 і +1 / 2.
Кварки можна згрупувати в три покоління. Для кожного покоління належать два кварки, які мають протилежні за знаком проекції ізоспіном, один з них має заряд -1 / 3, а другий +2 / 3.


Кварків приписується також Баріонна величиною 1/3, антікварка відповідно -1 / 3. Таким чином, баріони, що складаються з трьох кварків, мають Баріонна 1, їх античастинки, що складаються з трьох антікварка, -1, а мезони, що складаються з кварка і антікварка, мають Баріонна 0.
По масі розрізняють легкі: d, u, s і важкі: c, b і t кварки.
Кожному кварку відповідає антікварк, що має протилежний за знаком електричний заряд, ароматів число, проекцію ізоспіном і Баріонна -1 / 3 (див. Також Античастинки).
Кварки беруть участь в кожному з чотирьох типів фундаментальних взаємодій.


Протони і нейтрони, які дають Найбільше внесок в масу видимої матерії Всесвіту, складаються з кварків. Отже, явище гравітаційної взаємодії між зірками, планетами та іншими астрономічними об`єктами це значною мірою прояв участі кварків в гравітаційній взаємодії.
Участь кварків в електромагнітній взаємодії проявляється в глибоко неупругом розсіянні електронів або мюонів на адронів, в перетвореннях (анігіляції) електрон-позитронної пари в адрони т.п., а також у властивостях адронів: наявності у них електричних зарядів і магнітних моментів. Електромагнітна взаємодія не змінює квантових чисел: аромат, колір, проекція ізоспіном т.д. залишаються незмінними.
Завдяки слабкій взаємодії відбуветься перетворення кварків зі зміною їх ароматів, однак колір кварка при цьому не змінюється. Проекція ізоспіном результаті слабкої взаємодії може змінювати знак, однак може і залишатися незмінною. Зміна ароматів кварків проявляє себе, зокрема, в слабких розпадах адронів, наприклад в розпаді вільного нейтрона на електрон і антинейтрино. Зі слабкими взаємодіями кварків пов`язане також глибоко неупругое розсіювання нейтрино на адронів.
Сильна взаємодія утримує кварки всередині адронів. Кварки взаємодіють між собою шляхом обміну глюонами. При цьому відбувається зміна кольору кварка, однак його інші квантові числа: аромат і проекція ізоспіном залишаються незмінними. Властивості сильної взаємодії не дозволяють кварку вилетіти за межі адрони. Це явище отримало назву конфайнмента. Воно тягне відсутність в природі вільних кварків.
Гіпотеза про існування кварків виникла на початку шістдесятих років двадцятого століття, коли робилися спроби побудувати схему класифікації відомих в той час адронів. Найбільш вдала схема класифікації була запропонована в 1961 році Мюрреєм Гелл-Манном і, незалежно від нього, Казухіко Нішіджімою. Вона дозволила не тільки класифікувати відомі тоді адрони, але і дозволила передбачити існування і описати властивості в той час ще невідомою? частинки.
Пізніше Мюррей Гелл-Манн і Джордж Цвейг прийшли до висновку, що все різноманіття відомих в той час адронів можна пояснити, постулюючи існування тільки трьох частинок, які були названі кварками. У сучасних позначеннях це - u -, d-і s-кварки. Адрони інтерпретувалися як зв`язані стани цих частинок і їх античастинок:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!