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 +23 e է, զանգվածը՝ 1.8–3.0 ՄէՎ/c2։ Մնացած քվարկների նման u-քվարկը 12 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+23 e
Սպին12
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±) 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-բարիոնը0), դրական դելտա-բարիոնը (Δ+) և կրկնակի դրական դելտա-բարիոնը (Δ++) ունեն համապատասխանաբար մեկ, երկու և երեք u-քվարկ։
    • Չեզոք լամբդա-մասնիկը0) ունի մեկ u-քվարկ։ Հմայված դրական լամբդա-մասնիկը՝ (Λ+c) նույնպես։
    • Չեզոք սիգմա-մասնիկը0) և դրական սիգմա-մասնիկը (Σ+) ունեն համապատասխանաբար մեկ են երկու u-քվարկ։
    • Չեզոք քսի-մասնիկը0) 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)'»։ Particle Data Group։ Վերցված է 2013 թ․ փետրվարի 21 
  2. «Легчайшие кварки взвешены с невероятной точностью»։ Membrana։ 07.04.2010։ Արխիվացված է օրիգինալից 2012-05-27-ին։ Վերցված է 2012 թ․ մարտի 1 
  3. M. Gell-Mann (2000) [1964]։ «The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry»։ in M. Gell-Mann, Y. Ne'eman։ 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։ 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 
  9. E. D. Bloom, Coward D., Destaebler H., Drees J., Miller G., Mo L., Taylor R., Breidenbach M. և այլք: (1969)։ «High-Energy Inelastic ep Scattering at 6° and 10°»։ Physical Review Letters 23 (16): 930–934։ Bibcode:1969PhRvL..23..930B։ doi:10.1103/PhysRevLett.23.930 
  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 
  11. J. I. Friedman։ «The Road to the Nobel Prize»։ Hue University։ Արխիվացված է օրիգինալից 2008-12-25-ին։ Վերցված է 2008 թ․ սեպտեմբերի 29–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։ Bibcode:2004PhRvD..69k4005K։ arXiv:hep-ph/0307022։ doi:10.1103/PhysRevD.69.114005 
  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։ Bibcode:2011EPJH...36..245A։ arXiv:1012.2288։ 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 
  • A. Pickering (1984)։ Constructing Quarks։ University of Chicago Press։ էջեր 114–125։ ISBN 0-226-66799-5