Мы объясняем, что такое кварки, как они были открыты и что такое кварковая модель. А также другие субатомные частицы.
Кварки - это частицы меньше нейтронов и протонов.Что такое кварки?
Кварки или кварки представляют собой разновидность субатомная частица элементаль, который попадает в категорию фермионы, и чьи сильные взаимодействия составляют иметь значение атомных ядер. Его название происходит от романа Поминки по Финнегану ирландского писателя Джеймса Джойса.
Кварки - это частицы, частицы которых протоны Y нейтроны они созданы, как и другие типы крошечных частиц, называемых адронами.
Эти термины могут сбивать с толку, но вам не нужно понимать их на таком техническом уровне, чтобы знать, что такое кварк: мельчайшие частицы в кварке. иметь значение, которые свободно взаимодействуют с четырьмя физическими силами стихий: Сила гравитации, электромагнитное взаимодействие, сильное ядерное взаимодействие и слабое ядерное взаимодействие.
Наряду с лептонами кварки являются строительными блоками материи. Так же, как есть материя и антивещество, есть также кварки и антикварки.
Кроме того, существует шесть видов или «вкусов» творога. Таким образом, все мезоны и барионы материи, то есть более 200 различных субатомных частиц, могут быть построены путем объединения трех разных кварков (или антикварков) (барионов) или кварк-антикварк (мезоны), объединенных сильными взаимодействиями. .
Открытие кварков
На протяжении многих десятилетий считалось, что протоны, нейтроны и электроны они были фундаментальными частицами материи, то есть ничто не могло существовать меньшего, чем они.
Однако изучение так называемых нуклонов (нейтронов и протонов, обитателей ядра атом) показал, что их размер был намного больше, чем у электронов, и что можно было предположить, что они, в свою очередь, будут состоять из чего-то меньшего и более простого. Кварки пришли ответить на этот вопрос.
Одновременно их предложили в 1964 году Мюррей Гелл-Манн и Джордж Цвейг, хотя и совершенно независимо. Эти ученые наблюдали необходимость существования кварков по природе сильного взаимодействия между частицами в атомном ядре.
Кроме того, многие из его свойств были необъяснимы, если не было структуры внутренние внутри протоны и нейтроны. Таким образом, существование трех более мелких частиц, называемыхштучки (впоследствиикварки, хотя изначально Цвейг предложил названиетузы или "тузы"), которые имели быэлектрический заряд 1/3 и 2/3 нагрузки.
Эта гипотеза была экспериментально проверена в SLAC (Стэнфордский центр линейных ускорителей или «Стэнфордский центр линейных ускорителей» в более поздние годы. Но эксперимент показал, что не три, а шесть частиц могут составлять протоны и нейтроны. За это открытие Тейлор, Кендалл и Фридман получили Нобелевскую премию по физике 1990 года.
Кварковая модель
Каждый тип кварка имеет свои особенности.В рамках стандартной модели материи, с которой мы работаем сегодня, кварки занимают простейшее место в материи.
В зависимости от типа кварков, которые мы объединяем, мы можем получить различные типы частиц в соответствии с правилом классификации адронов (так называемой «кварковой моделью»), которое устанавливает шесть различных типов кварков (или ароматы, «Ароматизаторы»), каждое из которых наделено «квантовым числом», которое определяет его электрический заряд:
- Выше (вверх). Имеет изоспин +1/2 в качестве квантового числа.
- Ниже (вниз). Наделен изоспином -1/2 в качестве квантового числа.
- Очарование (очарование). Наделен чарами +1 как квантовое число.
- Странный (странный). Наделен странностью -1 как квантовое число.
- Останавливаться (верхняя) или правда (правда). Наделен превосходством (вершина) +1.
- Нижний (Нижний) или красота (Красота). Наделен неполноценностью (бездонность) -1.
Все это может выглядеть очень странно и казаться чем-то из видеоигры, но это имеет смысл в рамках модели кварков, если мы думаем, что эти крошечные частицы объединяются в триады или триады, чтобы сформировать различные типы более крупных субатомных частиц.
Когда сумма их зарядов дает целые числа, они образуют адроны.
К этому, однако, следует добавить, что кварки могут иметь еще три типа заряда, а именно:цвет». Однако на самом деле дело не в цвете, а в названии, которое ученые дали этому свойству, которое представляет собой тип сродства, ответственного за сильное ядерное притяжение (через еще одну частицу, называемую «глюонами»).
Эти цвета могут быть синими, зелеными или красными, и это то, что отличает, например, нейтроны и протоны от электронов (частиц лептонного типа), поскольку последние состоят не из кварков и не ощущают сильного ядерного взаимодействия, а ощущают слабое. .
Согласно этой модели, фундаментальными частицами материи являются кварки и лептоны.
Другие субатомные частицы
Другие типы субатомных частиц:
- Фермионы. Вместе с бозонами они являются фундаментальными частицами материи, характеризующимися полуцелым спином или угловым моментом (1/2, 3/2 и т. Д.). Есть только два типа фермионов: кварки и лептоны.
- Лептоны Они представляют собой тип фермионов, наделенных ½ спина (либо +, либо -) и не испытывающих, в отличие от кварков, сильного ядерного взаимодействия материи. Есть шесть типов лептонов: электроны, мюоны, тау, электронные нейтрино, мюонные нейтрино и тау-нейтрино. Первые три имеют заряд +1 или -1, а остальные - 0.
- Бозоны. Вместе с фермионами они являются фундаментальными частицами материи, характеризующимися целочисленным спином (0, 1, 2 и т. Д.), И не соответствуют принципу исключения Паули. Примерами бозонов являются фотоны, глюоны или гравитоны, то есть частицы, в которых действуют известные силы.
- Мезоны. Это бозоны, то есть адроны со спином 0 или 1, которые реагируют на сильное ядерное взаимодействие, поэтому они состоят из кварков в соответствии с кварк-антикварковым состоянием.
- Барионы Они состоят из трех кварков, и их наиболее характерными примерами являются нейтрон и протон, хотя есть и другие типы, крайне нестабильные.