d-քվարկ

d-քվարկ, ներքև-քվարկ
Ենթադաս	քվարկ և տարրական մասնիկներ
Տեսակ	ներատոմային մասնիկ
Կազմություն	Տարրական մասնիկ
Վիճակագրություն	Ֆերմիոնային
Սերունդ	Առաջին
Հիմնարար փոխազդեցություններ	Էլեկտրամագնիսականություն; Ձգողականություն; Թույլ ; Ուժեղ
Նշանակումը	d
Հակամասնիկ	d-հակաքվարկ
Տեսություն	Մարի Գել-Ման (1964); Ջորջ Ցվայգ (1964)
Հայտնագործում	1968 թ., SLAC
Զանգված	4.8 ՄէՎ/c2
Կյանքի տևողություն	Կայուն կամ u-քվարկ + էլեկտրոն + էլեկտրոնային հականեյտրինո
Էլեկտրական լիցք	-1⁄3 e
Սպին	1⁄2
Զույգություն	1
Մոնտե Կարլո դրույթով համար	1

d-քվարկ, ներքև-քվարկ (նշանակումը՝ d, անգլ.՝ down ներքև), տարրական մասնիկ, երկրորդ ամենաթեթև քվարկը, նյութի հիմնական բաղկացուցիչ։ u-քվարկի հետ միասին ատոմական միջուկների մտնում է նեյտրոնների (մեկ վերև քվարկ, երկու ներքև քվարկ) և պրոտոնների (երկու վերև քվարկ, մեկ ներքև քվարկ) կազմության մեջ։ Պատկանում է առաջին սերնդին, էլեկտրական լիցքը −¹⁄₃ e է, զանգվածը՝ 4.8 ՄէՎV/c²^[1]։ Մյուս քվարկների նման d-քվարկը նույնպես սպինով 1/2 ֆերմիոն է և մասնակցում է բոլոր չորս հիմնարար փոխազդեցություններին՝ գրավիտացիային, էլեկտրամագնիսականությանը, թույլ և ուժեղ փոխազդեցություններին։ Ներքև-քվարկի հակամասնիկը d-հակաքվարկն է (ներքև-հակաքվարկ, անգլիալեզու գրականության մեջ երբեմն կոչվում է «հականերքև քվարկ» կամ «հականերքև»), որը տարբերվում է նրանից միայն որոշ հատկությունների մեծությունների նշանով։

d-քվարկի գոյությունը (u-քվարկի և տարօրինակ քվարկի հետ միասին) կանխատեսել են Մարի Գել-Մանը և Ջորջ Ցվեյգը 1964 թ.՝ բացատրելու համար հադրոնների դասակարգման ութական ճանապարհը։ Ներքև քվարկն առաջին անգամ փորձնականորեն հայտնաբերվել է 1968 թ. Ստանֆորդի գծային արագացուցչային կենտրոնում։

Քվանտային թվերը խմբագրել

d-քվարկի սպինը 1/2 է, զույգությունը դրական է։ Իզոսպինի և թույլ իզոսպինի պրոյեկցիաները −1/2 են (նշանով հակադիր u-քվարկին)։ Բարիոնային թիվը +1/3 է, իսկ լեպտոնային թիվը, տարօրինակությունը, հմայքը, ճշմարտությունը և գեղեցկությունը 0 են։ Մյուս քվարկների նման d-քվարկին վերագրվում է երեք գունային լիցքերից մեկը (պայմանաբար կոչվում են կարմիր, կապույտ, դեղին)։

Զանգվածը խմբագրել

d-քվարկի զանգվածը վերջին տվյալներով 4,79±0,07 ՄէՎ է^[1], u-քվարկից հետո ամենաթեթև քվարկն է։

d-քվարկ պարունակող հադրոններ խմբագրել

Մեզոններ
- Լիցքավորված պիոնը՝ $(\pi ^{\pm })\,$ ունի d-քվարկ և u-հակաքվարկ (կամ հակառակը), իսկ չեզոք պիոնը՝ $(\pi ^{0})\,$ d-քվարկի ու d-հակաքվարկի և u-քվարկի ու u-հակաքվարկի գծային կոմբինացիան է (ինչպես և ավելի ծանր ρ- և ω-մեզոնները, տես ստորև)։
- Չեզոք կաոնը՝ $(K^{0},\,{\bar {K}}_{0})$ կազմված է մեկ d-քվարկից և մեկ d-հակաքվարկից։
- η և η' մեզոնները, բույր չունեն, մի քանի քվարկ-հակաքվարկ զույգերի գծային կոմբինացիա են, այդ թվում՝ d-քվարկի և d-հակաքվարկի։
- ρ^±-մեզոններն ունեն նույն կազմությունը, ինչ լիցքավորված պիոնները, բայց սպինը ոչ թե 0 է, այլ՝ 1։
- Չեզոք B-մեզոնները՝ $(B^{0},\,{\bar {B}}_{0})$ և լիցքավորված D^± մեզոնները ունեն d-քվարկներ և d-հակաքվարկներ։
Բարիոններ
- Նեյտրոնը (n) կազմի մեջ կա երկու d-քվարկ, իսկ պրոտոնի (p) կազմի մեջ՝ մեկը։
- Դրական, չեզոք և բացասական դելտա-բարիոնները (Δ⁺, Δ⁰, Δ⁻) ունեն համապատասխանաբար մեկ, երկու և երեք d-քվարկ։
- Չեզոք լամբդա-մասնիկը (Λ⁰) ունի մեկ d-քվարկ։ Հմայված դրական լամբդա-մասնիկը (Λ⁺_c) նույնպես։
- Չեզոք սիգմա հիպերոնը (Σ⁰) և բացասական սիգմա-հիպերոնը (Σ⁻) ունեն համապատասխանաբար մեկ և երկու d-քվարկ։
- Բացասական քսի-մասնիկը (Ξ⁻) և հմայված չեզոք քսի մասնիկը (Ξ⁰_c) նույնպես d-քվարկ են պարունակում։
- Վերոհիշյալ բարիոնների հակամասնիկներն ունեն d-հակաքվարկ։

Պատմություն խմբագրել

Տարրական մասնիկների ֆիզիկայի ստեղծման սկզբում (20-րդ դարի առաջին կեսին), հադրոնները, ինչպիսիք են պրոտոնները, նեյտրոնները, պիոնները համարվում էին տարրական մասնիկներ։ Սակայն նոր հադրոնների հայտնաբերման և «մասնիկների գազանանոցի» աճի հետ 1930-1940-ական թթ. հայտնի մի քանի մասնիկները 1950-ականներին արդեն մի քանի տասնյակ էին; Նրանց միջև առնչություններն անհայտ էին մինչև 1961 թ., երբ Մարի Գել-Մանը^[2] և Յուվալ Նեեմանը^[3] (իրարից անկախ) առաջարկեցին ութական ճանապարհ կոչվող հադրոնների դասակարգման սխեմա, կամ, ավելի տեխնիկական տերմիններով, SU(3) սիմետրիան։

Այս դասակարգման սխեման հադրոններին դասում է իզոսպինային մուլտիպլետների շարքում, սակայն ֆիզիկական հիմքը մնում էր չպարզված մինչև 1964, երբ Գել-Մանը^[4] և Ջորջ Ցվեյգը^[5]^[6] (իրարից անկախ) առաջարկեցին քվարկային մոդելը, որն այն ժամանակ բաղկացած էր միայն վերև, ներքև և տարօրինակ քվարկներից^[7]։ Սակայն չնայած այս մոդելը բացատրում էր Ութական ճանապարհը, քվարկների գոյության ուղղակի վկայություններ չեղան մինչև 1968 թ.^[8]^[9]։ Խոր ոչ առաձգական ցրումների փորձերը ցույց տվեցին, որ պրոտոններն ունեն ներքին կառուցվածք և որ նրանք կազմված են երեք ավելի հիմնարար մասնիկներից։ Առաջին տվյալները ստացվեցին 1967 թ. Ստենֆորդի գծային արագացուցչային կենտրոնում (SLAC)^[10]։

Սկզբում ֆիզիկոսները դժկամությամբ ընդունեցին այդ մարմինները որպես քվարկներ, փոխարենը գերադասելով Ռիչարդ Ֆեյնմանի փարթոնային նկարագրությունը^[11]^[12]^[13], սակայն ժամանակի ընթացքում քվարկների տեսությունը ընդունվեց (տես Նոյեմբերյան հեղափոխություն)^[14]։

Տես նաև խմբագրել

Ծանոթագրություններ խմբագրել

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 J. Beringer et al. (Particle Data Group) (2012). «PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t', Free)'» (PDF). Particle Data Group. Վերցված է 2013 թ․ փետրվարի 21-ին.
↑ M. Gell-Mann (2000) [1964]. «The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry». In M. Gell-Mann, Y. Ne'eman (ed.). The Eightfold Way. Westview Press. էջ 11. ISBN 0-7382-0299-1.
Original: M. Gell-Mann, The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry, Synchrotron Laboratory Report CTSL-20, California Institute of Technology, 1961.
↑ Y. Ne'eman (2000) [1964]. «Derivation of strong interactions from gauge invariance». In M. Gell-Mann, Y. Ne'eman (ed.). The Eightfold Way. Westview Press. ISBN 0-7382-0299-1.
Original Y. Ne'eman (1961). «Derivation of strong interactions from gauge invariance». Nuclear Physics. 26 (2): 222. Bibcode:1961NucPh..26..222N. doi:10.1016/0029-5582(61)90134-1.
↑ M. Gell-Mann (1964). «A Schematic Model of Baryons and Mesons». Physics Letters. 8 (3): 214–215. Bibcode:1964PhL.....8..214G. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3.
↑ G. Zweig (1964). «An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking». CERN Report No.8181/Th 8419.
↑ G. Zweig (1964). «An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking: II». CERN Report No.8419/Th 8412.
↑ B. Carithers, P. Grannis (1995). «Discovery of the Top Quark» (PDF). Beam Line. SLAC. 25 (3): 4–16. Վերցված է 2008 թ․ սեպտեմբերի 23–ին-ին.
↑ E. D. Bloom; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Miller, G.; Mo, L.; Taylor, R.; Breidenbach, M.; և այլք: (1969). «High-Energy Inelastic e–p Scattering at 6° and 10°». Physical Review Letters. 23 (16): 930–934. Bibcode:1969PhRvL..23..930B. doi:10.1103/PhysRevLett.23.930. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (օգնություն)
↑ M. Breidenbach; Friedman, J.; Kendall, H.; Bloom, E.; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Mo, L.; Taylor, R.; և այլք: (1969). «Observed Behavior of Highly Inelastic Electron–Proton Scattering». Physical Review Letters. 23 (16): 935–939. Bibcode:1969PhRvL..23..935B. doi:10.1103/PhysRevLett.23.935. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (օգնություն)
↑ J. I. Friedman. «The Road to the Nobel Prize». Hue University. Արխիվացված է օրիգինալից 2008 թ․ դեկտեմբերի 25-ին. Վերցված է 2008 թ․ սեպտեմբերի 29–ին-ին.
↑ R. P. Feynman (1969). «Very High-Energy Collisions of Hadrons». Physical Review Letters. 23 (24): 1415–1417. Bibcode:1969PhRvL..23.1415F. doi:10.1103/PhysRevLett.23.1415.
↑ S. Kretzer; Lai, H.; Olness, Fredrick; Tung, W.; և այլք: (2004). «CTEQ6 Parton Distributions with Heavy Quark Mass Effects». Physical Review D. 69 (11): 114005. arXiv:hep-ph/0307022. Bibcode:2004PhRvD..69k4005K. doi:10.1103/PhysRevD.69.114005. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (օգնություն)
↑ D. J. Griffiths (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. էջ 42. ISBN 0-471-60386-4.
↑ M. E. Peskin, D. V. Schroeder (1995). An introduction to quantum field theory. Addison–Wesley. էջ 556. ISBN 0-201-50397-2.

Գրականություն խմբագրել

A. Ali, G. Kramer; Kramer (2011). «JETS and QCD: A historical review of the discovery of the quark and gluon jets and its impact on QCD». European Physical Journal H. 36 (2): 245. arXiv:1012.2288. Bibcode:2011EPJH...36..245A. doi:10.1140/epjh/e2011-10047-1.
R. Nave. «Quarks». HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. Վերցված է 2008 թ․ հունիսի 29-ին.
A. Pickering (1984). Constructing Quarks. University of Chicago Press. էջեր 114–125. ISBN 0-226-66799-5.

[PDG2013-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 J. Beringer et al. (Particle Data Group) (2012). «PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t', Free)'» (PDF). Particle Data Group. Վերցված է 2013 թ․ փետրվարի 21-ին.

[2] M. Gell-Mann (2000) [1964]. «The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry». In M. Gell-Mann, Y. Ne'eman (ed.). The Eightfold Way. Westview Press. էջ 11. ISBN 0-7382-0299-1.
Original: M. Gell-Mann, The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry, Synchrotron Laboratory Report CTSL-20, California Institute of Technology, 1961.

[3] Y. Ne'eman (2000) [1964]. «Derivation of strong interactions from gauge invariance». In M. Gell-Mann, Y. Ne'eman (ed.). The Eightfold Way. Westview Press. ISBN 0-7382-0299-1.
Original Y. Ne'eman (1961). «Derivation of strong interactions from gauge invariance». Nuclear Physics. 26 (2): 222. Bibcode:1961NucPh..26..222N. doi:10.1016/0029-5582(61)90134-1.

[Gell-Man1964-4] M. Gell-Mann (1964). «A Schematic Model of Baryons and Mesons». Physics Letters. 8 (3): 214–215. Bibcode:1964PhL.....8..214G. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3.

[Zweig1964a-5] G. Zweig (1964). «An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking». CERN Report No.8181/Th 8419.

[Zweig1964b-6] G. Zweig (1964). «An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking: II». CERN Report No.8419/Th 8412.

[Carithers-7] B. Carithers, P. Grannis (1995). «Discovery of the Top Quark» (PDF). Beam Line. SLAC. 25 (3): 4–16. Վերցված է 2008 թ․ սեպտեմբերի 23–ին-ին.

[Bloom-8] E. D. Bloom; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Miller, G.; Mo, L.; Taylor, R.; Breidenbach, M.; և այլք: (1969). «High-Energy Inelastic e–p Scattering at 6° and 10°». Physical Review Letters. 23 (16): 930–934. Bibcode:1969PhRvL..23..930B. doi:10.1103/PhysRevLett.23.930. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (օգնություն)

[Breidenbach-9] M. Breidenbach; Friedman, J.; Kendall, H.; Bloom, E.; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Mo, L.; Taylor, R.; և այլք: (1969). «Observed Behavior of Highly Inelastic Electron–Proton Scattering». Physical Review Letters. 23 (16): 935–939. Bibcode:1969PhRvL..23..935B. doi:10.1103/PhysRevLett.23.935. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (օգնություն)

[10] J. I. Friedman. «The Road to the Nobel Prize». Hue University. Արխիվացված է օրիգինալից 2008 թ․ դեկտեմբերի 25-ին. Վերցված է 2008 թ․ սեպտեմբերի 29–ին-ին.

[11] R. P. Feynman (1969). «Very High-Energy Collisions of Hadrons». Physical Review Letters. 23 (24): 1415–1417. Bibcode:1969PhRvL..23.1415F. doi:10.1103/PhysRevLett.23.1415.

[12] S. Kretzer; Lai, H.; Olness, Fredrick; Tung, W.; և այլք: (2004). «CTEQ6 Parton Distributions with Heavy Quark Mass Effects». Physical Review D. 69 (11): 114005. arXiv:hep-ph/0307022. Bibcode:2004PhRvD..69k4005K. doi:10.1103/PhysRevD.69.114005. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (օգնություն)

[Griffiths-13] D. J. Griffiths (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. էջ 42. ISBN 0-471-60386-4.

[14] M. E. Peskin, D. V. Schroeder (1995). An introduction to quantum field theory. Addison–Wesley. էջ 556. ISBN 0-201-50397-2.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]