Kami menerangkan apa itu quark, bagaimana ia ditemui dan apakah model quark itu. Juga, zarah subatom lain.
Kuark ialah zarah yang lebih kecil daripada neutron dan proton.Apakah quark?
Quark atau quark adalah sejenis zarah subatomik unsur, yang termasuk dalam kategori fermion, dan interaksi yang kuat membentuk perkara daripada nukleus atom. Namanya berasal dari novel Bangun Finnegan oleh pengarang Ireland James Joyce.
Quark ialah zarah-zarahnya proton Y neutron ia dibuat, serta jenis zarah kecil lain yang dipanggil hadron.
Istilah ini boleh mengelirukan, tetapi anda tidak perlu memahaminya pada tahap teknikal sedemikian untuk mengetahui apa itu quark: zarah terkecil dalam quark. perkara, yang berinteraksi secara bebas dengan empat kuasa fizikal unsur: Daya graviti, daya elektromagnet, daya nuklear kuat dan daya nuklear lemah.
Bersama-sama dengan lepton, kuark adalah bahan binaan jirim. Sama seperti ada jirim dan anti jirim, terdapat juga quark dan antiquark.
Selain itu, terdapat enam jenis atau "rasa" quark. Oleh itu, semua meson dan baryon jirim, iaitu, lebih daripada 200 zarah subatomik yang berbeza, boleh dibina dengan menggabungkan tiga quark (atau antiquark) (baryon) yang berbeza, atau quark-antiquark (meson), disatukan oleh interaksi yang kuat. .
Penemuan kuark
Selama beberapa dekad telah diandaikan bahawa proton, neutron, dan elektron mereka adalah zarah asas jirim, iaitu, tiada apa yang boleh wujud lebih kecil daripada mereka.
Walau bagaimanapun, kajian tentang apa yang dipanggil nukleon (neutron dan proton, penghuni nukleus atom) menunjukkan bahawa saiznya jauh lebih besar daripada elektron dan boleh diandaikan bahawa mereka pula akan terdiri daripada sesuatu yang lebih kecil dan ringkas. Quark datang untuk menjawab soalan itu.
Pada masa yang sama, mereka dicadangkan pada tahun 1964 oleh Murray Gell-Mann dan George Zweig, walaupun secara bebas. Para saintis ini memerhatikan keperluan untuk kuark wujud berdasarkan sifat interaksi yang kuat antara zarah dalam nukleus atom.
Tambahan pula, banyak sifatnya tidak dapat dijelaskan melainkan ada struktur dalaman dalam proton dan neutron. Oleh itu, kewujudan tiga zarah yang lebih kecil, dipanggilquorks (selepas itukuark, walaupun Zweig pada mulanya mencadangkan nama ituace atau "ace"), yang mempunyai acas elektrik 1/3 dan 2/3 beban.
Hipotesis ini telah diuji secara eksperimen dalam SLAC (Pusat Pemecut Linear Stanford atau "Stanford Center for Linear Accelerator" pada tahun-tahun kemudian. Tetapi eksperimen menunjukkan bahawa tidak ada tiga tetapi enam zarah yang boleh membentuk proton dan neutron. Untuk penemuan ini, Taylor, Kendall dan Friedman memenangi Hadiah Nobel dalam Fizik 1990.
Model Quark
Setiap jenis quark mempunyai ciri-ciri tertentu.Dalam model standard jirim yang kita kendalikan hari ini, kuark menduduki tempat paling mudah dalam jirim.
Bergantung pada jenis quark yang kita gabungkan, kita boleh memperoleh pelbagai jenis zarah, mengikut peraturan pengelasan hadron (yang dipanggil "model quark"), yang membentuk enam jenis quark yang berbeza (atau perisa, "Perisa"), setiap satu dikurniakan "nombor kuantum" yang mentakrifkan cas elektriknya:
- Atas (naik). Dikurniakan isospin +1/2 sebagai nombor kuantum.
- Di bawah (turun). Dikurniakan isospin -1/2 sebagai nombor kuantum.
- Pesona (Pesona). Dikurniakan azimat +1 sebagai nombor kuantum.
- pelik (pelik). Dikurniakan keanehan -1 sebagai nombor kuantum.
- berhenti (atas) atau kebenaran (kebenaran). Dikurniakan kelebihan (keterpurukan) +1.
- Bawah (bawah) atau kecantikan (kecantikan). Dikurniakan rasa rendah diri (kebawah) -1.
Semua ini mungkin kelihatan sangat pelik dan kelihatan seperti sesuatu daripada permainan video, tetapi ia masuk akal dalam model quark, jika kita fikir zarah-zarah kecil ini disatukan dalam triplet atau triad untuk membentuk pelbagai jenis zarah subatom yang lebih besar.
Apabila jumlah caj mereka memberikan nombor bulat, mereka membentuk hadron.
Walau bagaimanapun, ini perlu ditambah bahawa quark boleh mempunyai tiga lagi jenis cas, iaitu "warna”. Ia sebenarnya bukan tentang warna, tetapi itu adalah nama yang saintis berikan kepada harta ini yang merupakan sejenis pertalian, bertanggungjawab untuk tarikan nuklear yang kuat (melalui zarah lain yang dipanggil "gluon").
Warna-warna ini boleh menjadi biru, hijau atau merah, dan itulah yang membezakan, contohnya, neutron dan proton daripada elektron (zarah jenis lepton), kerana yang kedua tidak diperbuat daripada kuark dan tidak merasakan interaksi nuklear yang kuat tetapi yang lemah. .
Menurut model ini, zarah asas jirim ialah quark dan lepton.
Zarah subatom lain
Jenis zarah subatom lain ialah:
- Fermion. Bersama-sama dengan boson, ia adalah zarah asas jirim, dicirikan dengan mempunyai putaran separuh integer atau momentum sudut (1/2, 3/2, dsb.). Terdapat hanya dua jenis fermion: quark dan lepton.
- Lepton Ia adalah sejenis fermion, dikurniakan ½ putaran (sama ada + atau -) dan ia tidak mengalami, tidak seperti quark, interaksi nuklear jirim yang kuat. Terdapat enam jenis lepton: elektron, muon, taus, neutrino elektron, neutrino muon, dan neutrino tau. Tiga yang pertama mempunyai cas elektrik +1 atau -1, dan selebihnya mempunyai cas 0.
- Boson. Bersama-sama dengan fermion, ia adalah zarah asas jirim, dicirikan dengan mempunyai putaran integer (0, 1, 2, dsb.) dan tidak mematuhi prinsip pengecualian Pauli. Contoh boson ialah foton, gluon atau graviton, iaitu zarah yang melibatkan daya yang diketahui.
- Mesons. Ia adalah boson, iaitu hadron spin integer 0 atau 1, yang bertindak balas terhadap interaksi nuklear yang kuat, jadi ia diperbuat daripada quark, mengikut keadaan quark-antiquark.
- Baryon Mereka terdiri daripada tiga kuark dan contoh yang paling mewakilinya ialah neutron dan proton, walaupun terdapat juga jenis lain, sangat tidak stabil.