Strani kvark

Из Википедије, слободне енциклопедије
Иди на навигацију Иди на претрагу
Strani kvark
KompozicijaElementarna čestica
StatistikeFermionski
GeneracijaDruga
InterakcijeJaka, slava, elektromagnetna sila, gravitacija
Simbol
s
AntičesticaStrange antiquark (
s
)
TeorijeMari Gel-Man (1964)
Džordž Cvejg (1964)
Otkriven1968, SLAC
Masa95+9
−3
 MeV/c2
[1]
Raspad uGornji kvark
Naelektrisanje1/3 e
Boja nabojaDa
Spin1/2
Slabi izospinLH: −1/2, RH: 0
Slabi hipernabojLH: 1/3, RH: −2/3

Strani kvark (engl. strange kvark) ili s kvark (od njegovog simbola, s) treći je najlakši od svih kvarkova, tipa elementarni čestica. Strani kvarkovi se nalaze u subatomskim česticama zvanim hadroni. Primer hadrona koji sadrže strane kvarkove su kaoni (
K
), strani D mezoni (
D
s
), sigma barioni (
Σ
) i druge strane čestice.

Prema IUPAP-u, simbol s je službeni naziv, dok naziv strani kvark treba smatrati samo za mnemonik.[2] Naziv postranično (engl. sideways) je takođe korišten, jer s kvark ima I3 vrednost od 0, dok u (gornji) i d (donji) kvarkovi imaju vrednosti od +1/2 i −1/2 respektivno.[3]

Zajedno sa čarobnim kvarkom, on je deo druge generacije materije i ima električni naboj od −1/3 e i golu masu od 95+9
−3
 MeV/c2
.[1] Kao i svi kvarkovi, i strani kvark je elementarni fermion sa spinom 1/2, i doživljava sve četiri fundamentalne interakcije: gravitaciju, elektromagnetizam, slabe interakcije i jake interakcije. Antičestica stranog kvarka je strani antikvark (koji se ponekad naziva antistranim kvarkom ili jednostavno antistrange), koja se od njega razlikuje samo po tome što neka od njenih svojstava imaju jednaku veličinu ali suprotan znak.

Prva strana čestica (čestica koja sadrži strani kvark) otkrivena je 1947. godine (kaons), ali postojanje samog stranog kvarka (kao i gornjeg i donjeg kvarka) su tek 1964. godine postulirali Mari Gel-Man i Džordž Cvejg da bi objasniti klasifikacionu shemu osmostrukog puta hadrona. Prvi dokazi o postojanju kvarkova prikupljeni su 1968. godine u eksperimentima dubokog neelastičnog raspršivanja u Stanfordskom linearnom akceleratorskom centru. Ovi eksperimenti potvrdili su postojanje gornjih i donjih kvarkova, i po analogiji stranih kvarkova, jer su oni neophodni za objašnjavanje osmostrukog puta.

Istorija[уреди]

Na početku perioda istraživanja fizike elementarnih čestica (u prvoj polovini 20. veka), hadroni, poput protona, neutrona i piona, smatrani su elementarnim česticama. Međutim, otkriveni su novi hadroni, i kolekcija elementarnih čestica je narasla od nekoliko čestica u ranim 1930-im i 40-im do nekoliko desetina tokom 1950-ih. Neke čestice su mnogo duže živele od drugih; većina čestica je propadala usled jake interakcije i imala je životni vek oko 10−23 sekunde. Kada su se raspadale usled slabih interakcija, imale su životni vek oko 10−10 sekundi. Tokom proučavanja ovih raspada, Mari Gel-Man (1953. godine)[4][5] i Kazuhiko Nišijima (1955. godine)[6] razvili su koncept stranosti (koji je Nišijima nazvao eta-naboj, po eta mezonu (
η
)) da bi objasnili 'stranost' dugovečnih čestica. Gel-Man-Nišijimina formula je ishod tih napora da se razumeju strani raspadi.

Uprkos njihovih napora, odnosi između čestica i fizička suština u osnovi osobine stranosti ostali su nejasni. Godine 1961, Gel-Man[7] i Juval Neeman[8] su nezavisno predložili shemu klasiranja hadrona koja se naziva Osmorostruki put, poznata i kao SU(3) simetrija ukusa. Ovim su hadroni uređeni u izospinske multiplete. Fizička osnova koja stoji iza izospina i stranosti objašnjena je tek 1964. godine, kada su Gel-Man[9] i Džordž Cvejg[10][11] nezavisno predložili model kvarkova, koji se u to vreme sastojao samo od gornjih, donjih i stranih kvarkova.[12] Gornji i donji kvarkovi bili su nosioci izospina, dok je strani kvark nosio stranost. Iako je model kvarkova objašnjavao osmostruki put, direktni dokazi o postojanju kvarkova nisu pronađeni do 1968. godine u Stanfordnom linearnom akceleratorskom centru.[13][14] Eksperimenti dubokog neelastičnog raspršivanja pokazali su da su protoni imali podstrukturu, i da su sačinjeni od tri fundamentalne čestice, čime je potvrđen model kvarkova.[15]

Isprva su ljudi nerado identifikoval tri tela kao kvarkove, već su preferirali partonski opis Ričarda Fejmana,[16][17][18] ali je vremenom teorija kvarkova postala prihvaćena (pogledajte Novembarsku revoluciju).[19]

Vidi još[уреди]

Reference[уреди]

  1. 1,0 1,1 M. Tanabashi et al. (Particle Data Group) (2018). „Review of Particle Physics”. Physical Review D. 98 (3): 030001. doi:10.1103/PhysRevD.98.030001. 
  2. ^ Cohen, Richard E; Giacomo, Pierre. Symbols, Units, Nomenclature and Fundamental Constants in Physics (PDF) (2010 изд.). IUPAP. стр. 12. Приступљено 25. 3. 2017. 
  3. ^ McGervey, John D. (1983). Introduction to Modern Physics (second изд.). New York: Academic Press. стр. 658. ISBN 978-0-12-483560-3. Приступљено 25. 3. 2017. 
  4. ^ M. Gell-Mann (1953). „Isotopic Spin and New Unstable Particles”. Physical Review. 92 (3): 833. Bibcode:1953PhRv...92..833G. doi:10.1103/PhysRev.92.833. 
  5. ^ G. Johnson (2000). Strange Beauty: Murray Gell-Mann and the Revolution in Twentieth-Century Physics. Random House. стр. 119. ISBN 978-0-679-43764-2. »By the end of the summer ... [Gell-Mann] completed his first paper, "Isotopic Spin and Curious Particles" and send it of to Physical Review. The editors hated the title, so he amended it to "Strange Particles". They wouldn't go for that either—never mind that almost everybody used the term—suggesting insteand "Isotopic Spin and New Unstable Particles".« 
  6. ^ K. Nishijima, Kazuhiko (1955). „Charge Independence Theory of V Particles”. Progress of Theoretical Physics. 13 (3): 285. Bibcode:1955PThPh..13..285N. doi:10.1143/PTP.13.285. 
  7. ^ M. Gell-Mann (2000) [1964]. „The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry”. Ур.: M. Gell-Mann, Y. Ne'eman. The Eightfold Way. Westview Press. стр. 11. ISBN 978-0-7382-0299-0. 
    Original: M. Gell-Mann (1961). „The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry”. Synchrotron Laboratory Report CTSL-20. California Institute of Technology. 
  8. ^ Y. Ne'eman (2000) [1964]. „Derivation of strong interactions from gauge invariance”. Ур.: M. Gell-Mann, Y. Ne'eman. The Eightfold Way. Westview Press. ISBN 978-0-7382-0299-0. 
    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. 
  9. ^ 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. 
  10. ^ G. Zweig (1964). „An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking”. CERN Report No.8181/Th 8419. 
  11. ^ G. Zweig (1964). „An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking: II”. CERN Report No.8419/Th 8412. 
  12. ^ B. Carithers, P. Grannis (1995). „Discovery of the Top Quark” (PDF). Beam Line. 25 (3): 4—16. Приступљено 2008-09-23. 
  13. ^ Bloom, E. D.; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Miller, G.; Mo, L.; Taylor, R.; Breidenbach, M.; et al. (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. 
  14. ^ M. Breidenbach; Friedman, J.; Kendall, H.; Bloom, E.; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Mo, L.; Taylor, R.; et al. (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. 
  15. ^ J. I. Friedman. „The Road to the Nobel Prize”. Hue University. Архивирано из оригинала на датум 2008-12-25. Приступљено 2008-09-29. 
  16. ^ R. P. Feynman (1969). „Very High-Energy Collisions of Hadrons” (PDF). Physical Review Letters. 23 (24): 1415—1417. Bibcode:1969PhRvL..23.1415F. doi:10.1103/PhysRevLett.23.1415. 
  17. ^ S. Kretzer; Lai, H.; Olness, Fredrick; Tung, W.; et al. (2004). „CTEQ6 Parton Distributions with Heavy Quark Mass Effects”. Physical Review D. 69 (11): 114005. Bibcode:2004PhRvD..69k4005K. arXiv:hep-th/0307022Слободан приступ. doi:10.1103/PhysRevD.69.114005. 
  18. ^ D. J. Griffiths (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. стр. 42. ISBN 978-0-471-60386-3. 
  19. ^ M. E. Peskin, D. V. Schroeder (1995). An introduction to quantum field theory. Addison–Wesley. стр. 556. ISBN 978-0-201-50397-5. 

Literatura[уреди]

Spoljašnje veze[уреди]