U-քվարկ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
u-քվարկ, վերև-քվարկ
Ենթադաս քվարկ
Տեսակ ներատոմային մասնիկ
Կազմություն Տարրական մասնիկ
Վիճակագրություն Ֆերմիոնային
Սերունդ Առաջին
Հիմնարար փոխազդեցություններ Էլեկտրամագնիսականություն
Ձգողականություն
Թույլ
Ուժեղ
Նշանակումը u
Հակամասնիկ u-հակաքվարկ
Տեսություն Մարի Գել-Ման (1964)
Ջորջ Ցվայգ (1964)
Հայտնագործում 1968 թ., SLAC
Զանգված 2.3 ՄէՎ/c2[1]
Տրոհում Կայուն կամ D-քվարկ + պոզիտրոն + էլեկտրոնային նեյտրինո
Էլեկտրական լիցք +23 e
Սպին 12
Մոնտե Կարլո դրույթով համար 2

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։

Քվանտային թվերը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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 | խմբագրել կոդը]

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

u-քվարկ պարունակող հադրոններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  • 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 | խմբագրել կոդը]

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 | խմբագրել կոդը]

Հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  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 օրիգինալից-ից 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։ 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 | խմբագրել կոդը]

  • 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.