Վիքիպեդիա

U-քվարկ

u-քվարկ, վերև-քվարկ (նշանակումը՝ u, անգլ.՝ up վերև), տարրական մասնիկ, ամենաթեթև քվարկը, նյութի հիմնական բաղկացուցիչը։ d-քվարկի հետ միասին կազմում է ատոմական միջուկների նեյտրոններն (մեկ u-քվարկ, երկու d-քվարկ) ու պրոտոնները (երկու u-քվարկ, մեկ d-քվարկ)։ Պատկանում է առաջին սերնդին, էլեկտրական լիցքը +2⁄3 e է, զանգվածը՝ 1.8–3.0 ՄէՎ/c2։ Մնացած քվարկների նման u-քվարկը 1⁄2 սպինով ֆերմիոն է, մասնակցում է չորս հիմնարար փոխազդեցություններին՝ գրավիտացիային, էլեկտրամագնիսականությանը, թույլ փոխազդեցությանը, ուժեղ փոխազդեցությանը։ Հակամասնիկը u-հակաքվարկն է (անգլերեն գրականության մեջ՝ վերև հակաքվարկ, երբեմն կոչվում է նաև «հակավերև քվարկ» կամ պարզապես «հակավերև»), որը տարբերվում է u-քվարկից միայն որոշ մեծությունների նշանով։ u-քվարկի գոյությունը (d-քվարկի և տարօրինակ քվարկի հետ) 1964 թ. տեսականորեն առաջ են քաշել Մարի Գել-Մանը և Ջորջ Ցվայգը՝ բացատրելու համար հադրոնների դասակարգման սխեմաներից մեկը՝ ութական ճանապարհը։ Փորձնականորեն առաջին անգամ հայտնաբերվել է 1968 թ. Ստանֆորդի գծային արագացուցիչային կենտրոնում։

u-քվարկ, վերև-քվարկ
Ենթադասքվարկ և տարրական մասնիկներ
Տեսակներատոմային մասնիկ
ԿազմությունՏարրական մասնիկ
ՎիճակագրությունՖերմիոնային
ՍերունդԱռաջին
Հիմնարար փոխազդեցություններԷլեկտրամագնիսականություն
Ձգողականություն
Թույլ
Ուժեղ
Նշանակումըu
Հակամասնիկu-հակաքվարկ
ՏեսությունՄարի Գել-Ման (1964)
Ջորջ Ցվայգ (1964)
Հայտնագործում1968 թ., SLAC
Զանգված2.3 ՄէՎ/c2[1]
ՏրոհումԿայուն կամ D-քվարկ + պոզիտրոն + էլեկտրոնային նեյտրինո
Էլեկտրական լիցք+2⁄3 e
Սպին1⁄2
Զույգություն1
Մոնտե Կարլո դրույթով համար2

Քվանտային թվերը խմբագրել

u-քվարկի սպինը ½ է, զույգությունը դրական է։ Իզոսպինի և թույլ իզոսպինի պրոյեկցիան +1/2 են (նշանով հակադիր d-քվարկին)։ Բարիոնային թիվը +1/3 է, լեպտոնային թիվը, տարօրինակությունը, հմայքը, ճշմարտությունը և գեղեցկությունը 0 են։ Ինչպես և մյուս քվարկները, u-քվարկը ունի երեք գունային լիցքերից մեկը (որոնք պայմանականորեն կոչվում են կարմիր, կապույտ, դեղին)։

Զանգվածը խմբագրել

u-քվարկի զանգվածը վերջին տվյալներով 2, 01±0, 03 ՄէՎ է[2], ամենաթեթև քվարկն է։

u-քվարկ պարունակող հադրոններ խմբագրել

  • Մեզոններ։
    • Լիցքավորված պիոնը (π±) ունի u-քվարկ և d-հակաքվարկ (կամ հակառակը), իսկ չեզոք պիոնը (π0)՝ u-քվարկի և u-հակաքվարկի ու d-քվարկի և d-հակաքվարկի գծային կոմբինացիան (ինչպես և ավելի ծանր ρ- և ω-մեզոնները, տես ստորև)
    • Լիցքավորված կաոնները (K±) ունեն մեկ u-քվարկ և մեկ u-հակաքվարկ։
    • η և η' մեզոնները, որոնք բույր չունեն, մի քանի քվարկ-հակաքվարկ զույգերի գծային կոմբինացիա են, այդ թվում՝ u-քվարկի և u-հակաքվարկի։
    • ρ±-մեզոններն ունեն նույն կազմությունը, ինչ լիցքավորված պիոնները, սակայն սպինը ոչ թե 0 է, այլ՝ 1։
    • Չեզոք D0 մեզոնրը և լիցքավորված B± մեզոններն ունեն u-քվարկ և u-հակաքվարկ։
  • Բարիոններ
    • Պրոտոնը (p) ունի երկու u-քվարկ, իսկ նեյտրոնը՝ (n) մեկը։
    • Չեզոք դելտա-բարիոնը (Δ0), դրական դելտա-բարիոնը (Δ+) և կրկնակի դրական դելտա-բարիոնը (Δ++) ունեն համապատասխանաբար մեկ, երկու և երեք u-քվարկ։
    • Չեզոք լամբդա-մասնիկը (Λ0) ունի մեկ u-քվարկ։ Հմայված դրական լամբդա-մասնիկը՝ (Λ+c) նույնպես։
    • Չեզոք սիգմա-մասնիկը (Σ0) և դրական սիգմա-մասնիկը (Σ+) ունեն համապատասխանաբար մեկ են երկու u-քվարկ։
    • Չեզոք քսի-մասնիկը (Ξ0) և հմայված դրական քսի-մասնիկը (Ξ+c) ունեն u-քվարկ։
    • Վերը թվարկված բարիոնների հակամասնիկներն ունեն u-հակաքվարկ։

Պատմություն խմբագրել

Տարրական մասնիկների ֆիզիկայի ձևավորման սկզբում (20-րդ դարի առաջին կեսին), հադրոնները, ինչպիսիք են պրոտոնները, նեյտրոնները և պիոնները համարվում էին տարրական մասնիկներ։ Սակայն նոր հադրոնների հայտնաբերման հետ «մասնիկների գազանանոցը» աճեց՝ 1930- և 1940-ականներից հայտնի մի քանի մասնիկից դառնալով մի քանի դյուժին 1950-ականներին։ Դրանց միջև առնչությունները հստակ չէին մինչև 1961 թ., երբ Մարի Գել-Մանը[3] և Յուվալ Նեեմանը[4] (միմյանցից անկախ) առաջարկեցին հադրոնների դասակարգման ութական սխեման, կամ, ավելի տեխնիկական տերմիններով ասած, SU(3) սիմետրիա։

Այս դասակարգման սխեման հադրոններին դասում է իզոսպինային մուլտիպլետների շարքում, բայց դրա ֆիզիկական հիմքը դեռ անհայտ էր մնում։ 1964 թ. Գել-Մանը[5] և Ջորջ Ցվայգը[6][7] (իրարից անկախ) առաջարկեցին քվարկների մոդելը, որն այն ժամանակ բաղկացած էր միայն վերև, ներքև և տարօրինակ քվարկներից[8]։ Սակայն մինչ քվարկային մոդելը բացատրեց Ութական ճանապարհը, քվարկների գոյության ուղղակի վկայություն չեղավ մինչև 1968 թ. Ստանֆորդի գծային արագացուցիչային կենտրոնում[9][10]։ Փորձերը ցույց տվեցին, որ պրոտոնները ունեն ենթակառուցվածք, և որ պրոտոնները կազմված են երեք ավելի հիմնարար մասնիկներից։ Քվարկների մոդելն այսպիսով հաստատվեց[11]։

Սկզբում ֆիզիկոսները դժկամությամբ ընդունեցին այդ մարմինները որպես քվարկներ, փոխարենը գերադասելով Ռիչարդ Ֆեյնմանի փարթոնային նկարագրությունը[12][13][14], սակայն ժամանակի ընթացքում քվարկների տեսությունը ընդունվեց (տես Նոյեմբերյան հեղափոխություն)[15]։

Տես նաև խմբագրել

Ծանոթագրություններ խմբագրել

  1. ↑ 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. ↑ «Легчайшие кварки взвешены с невероятной точностью». Membrana. 07.04.2010. Արխիվացված է օրիգինալից 2012 թ․ մայիսի 27-ին. Վերցված է 2012 թ․ մարտի 1-ին.
  3. ↑ 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.
    M. Gell-Mann, The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry, Synchrotron Laboratory, Report CTSL-20, California Institute of Technology, 1961 |
  4. ↑ 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.
  5. ↑ 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.
  6. ↑ G. Zweig (1964). «An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking». CERN Report No.8181/Th 8419.
  7. ↑ G. Zweig (1964). «An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking: II». CERN Report No.8419/Th 8412.
  8. ↑ 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.
  9. ↑ 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)
  10. ↑ 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)
  11. ↑ 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.
  12. ↑ 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.
  13. ↑ 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)
  14. ↑ D. J. Griffiths (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. էջ 42. ISBN 0-471-60386-4.
  15. ↑ 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.
Ստացված է «https://hy.wikipedia.org/w/index.php?title=U-քվարկ&oldid=9804391» էջից