הגדרת קוורקים בפיזיקה

קוורק הוא אחד מ חלקיקים יסודיים בפיזיקה. הם מצטרפים ליצירת הדרונים, כמו פרוטונים ונויטרונים, שהם מרכיבים בגרעיני האטומים. חקר הקווארקים והאינטראקציות ביניהם באמצעות הכוח החזק נקרא פיזיקת החלקיקים.

החלקיקים של קווארק הם העתיקות. קווארקים ועתיקות הם שני החלקיקים הבסיסיים היחידים שקיימים אינטראקציה בין כולם ארבעה כוחות יסוד של הפיזיקה: גרביטציה, אלקטרומגנטיות, והחזקים אינטראקציות חלשות.

תערוכות של קווארק כליאה, מה שאומר שהקווארקים אינם נצפים באופן עצמאי אלא תמיד בשילוב עם קווארקים אחרים. זה הופך את קביעת המאפיינים (מסה, ספין וגילוי) בלתי אפשרי למדידה ישירה; יש להסיק מהתכונות הללו מהחלקיקים המורכבים מהם.

מדידות אלה מצביעות על ספין שאינו מספר שלם (+1/2 או -1/2), כך שקווארקים הם fermions ופעל לפי עקרון הרחקת פאולי.

באינטראקציה החזקה בין קווארקים הם מחליפים גלונים, שהם בוזונים מדודיים ללא מסה הנושאים זוג מטענים צבעיים וצבעי צבע. בעת החלפת גלונים משתנה צבע הקווארקים. כוח צבע זה הוא החלש ביותר כאשר הקווארקים קרובים זה לזה ומתחזק ככל שהם מתרחקים זה מזה.

קוורקים קשורים כל כך חזק בכוח הצבעוני שאם יש מספיק אנרגיה להפריד ביניהם, נוצר זוג קווארק-עתיקות ונקשר עם כל קווארק חופשי לייצור הדרון. כתוצאה מכך, קווארקים חינמיים לעולם לא נראים לבדם.

ישנם שישה טעמים של הקווארקים: למעלה, למטה, מוזר, קסם, תחתון ומעלה. טעמו של הקווארק קובע את תכונותיו.

קוורקים בתשלום + (2/3)ה נקראים סוג-up קווארקים, ואלו עם חיוב של - (1/3)ה נקראים סוג למטה.

ישנם שלושה דורות של קווארקים, על בסיס זוגות של איזוספין חלש / שלילי חלש. הקווארקים מהדור הראשון הם קוואקים מעלה ומטה, הקווארקים מהדור השני מוזרים, וקווארקים מהקסם, הקווארקים מהדור השלישי הם הקווארקים העליונים והתחתונים.

לכל הקווארקים יש מספר בריון (B = 1/3) ומספר לפטון (L = 0). הטעם קובע תכונות ייחודיות אחרות, המתוארות בתיאורים בודדים.

הקווארקים למעלה ולמטה מהווים פרוטונים ונויטרונים, הנראים בגרעין של חומר רגיל. הם הקלים והיציבים ביותר. הקווארקים הכבדים יותר מיוצרים בהתנגשויות באנרגיה גבוהה ומתפרקים במהירות לקווארקים מעלה ומטה. פרוטון מורכב משני קווארקים מעלה וקווארק למטה. נויטרון מורכב מקווארק אחד למעלה ושני קווארקים למטה.

קו קווארק למעלה (סמל u)

• איזוספין חלש: +1/2
• איזוספין (אני_ז): +1/2
• חיוב (חלק של ה): +2/3
• מסה (ב- MeV / c²): 1.5 עד 4.0

קוורץ למטה (סמל ד)

• איזוספין חלש: -1/2
• איזוספין (אני_ז): -1/2
• חיוב (חלק של ה): -1/3
• מסה (ב- MeV / c²): 4 עד 8

קווארק קסם (סמל ג)

• איזוספין חלש: +1/2
• קסם (ג): 1
• חיוב (חלק של ה): +2/3
• מסה (ב- MeV / c²): 1150 עד 1350

קוורק מוזר (סמל s)

• איזוספין חלש: -1/2
• מוזרות (ס): -1
• חיוב (חלק של ה): -1/3
• מסה (ב- MeV / c²): 80 עד 130

קוורק עליון (סמל t)

• איזוספין חלש: +1/2
• עליונות (ט): 1
• חיוב (חלק של ה): +2/3
• מסה (ב- MeV / c²): 170200 עד 174800

קוורק תחתון (סמל ב)

• איזוספין חלש: -1/2
• קרקעית (ב '): 1
• חיוב (חלק של ה): -1/3
• מסה (ב- MeV / c²): 4100 עד 4400