Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Странный кварк
СоставЭлементарная частица
СтатистикаФермионный
ПоколениеВторой
Взаимодействиясильная , слабая , электромагнитная сила , гравитация
Символ
s
АнтичастицаСтранный антикварк (
s
)
ТеоретическиМюррей Гелл-Манн (1964)
Джордж Цвейг (1964)
Обнаруженный1968, SLAC
Масса95+9
−3 МэВ / c 2 [1]
Распадается наВверх кварк
Электрический заряд-1/3 е
Цвет зарядада
Вращение1/2
Слабый изоспинLH : -1/2, RH : 0
Слабый гиперзарядLH :1/3, RH : -2/3

В странном кварке или сек кварк (от его символа, S) является третьим легким из всех кварков , типа элементарной частицы . Странные кварки находятся в субатомных частицах, называемых адронами . Примеры адронов, содержащих странные кварки, включают каоны (
K
), странные D-мезоны (
D
s), Сигма-барионы (
Σ
) и другие странные частицы .

Согласно IUPAP, символ s является официальным названием, в то время как «странный» следует рассматривать только как мнемонику. [2] Название « боком » также использовалось, потому что кварк s имеет значение I 3, равное 0, в то время как кварки u («вверх») и d («вниз») имеют значения +1/2 и -1/2соответственно. [3]

Наряду с очаровательным кварком он является частью материи второго поколения . Он имеет электрический заряд -1/3 е и голая масса из95+9
−3 МэВ / c 2 . [1] Как и все кварки , странный кварк представляет собой элементарный фермион со спином 1/2, и испытывает все четыре фундаментальных взаимодействия : гравитацию , электромагнетизм , слабые взаимодействия и сильные взаимодействия . Античастица странного кварка является странным антикварковое (иногда называемый antistrange кварк или просто antistrange ), который отличается от него только в том , что некоторые его свойства имеют равную величину , но противоположный знак .

Первая странная частица (частица, содержащая странный кварк) была открыта в 1947 году ( каоны ), но существование самого странного кварка (а также верхних и нижних кварков ) было постулировано только в 1964 году Мюрреем Гелл-Манном и Джорджем. Цвейгу, чтобы объяснить схему классификации адронов Восьмеричного Пути . Первое свидетельство существования кварков было получено в 1968 году в экспериментах по глубоконеупругому рассеянию в Стэнфордском центре линейных ускорителей.. Эти эксперименты подтвердили существование верхних и нижних кварков и, в более широком смысле, странных кварков, поскольку они были необходимы для объяснения Восьмеричного пути.

История [ править ]

В начале физики элементарных частиц (первая половина 20 века) адроны, такие как протоны , нейтроны и пионы, считались элементарными частицами . Однако были открыты новые адроны, и « зоопарк частиц » вырос с нескольких частиц в начале 1930-х и 1940-х годов до нескольких десятков в 1950-х годах. Некоторые частицы жили намного дольше, чем другие; большинство частиц распалось в результате сильного взаимодействия и имели время жизни около 10 -23 секунды. Когда они распадались из-за слабого взаимодействия , их время жизни составляло около 10 −10секунд. Изучая эти распады, Мюррей Гелл-Манн (в 1953 г.) [4] [5] и Кадзухико Нисидзима (в 1955 г.) [6] разработали концепцию странности (которую Нисидзима назвал эта-зарядом в честь эта-мезона (
η
)) для объяснения «странности» долгоживущих частиц. Формула Гелл-Манна – Нишиджима - результат этих усилий по пониманию странных распадов.

Несмотря на их работу, отношения между каждой частицей и физическим основанием свойства странности оставались неясными. В 1961 году Гелл-Манн [7] и Юваль Нееман [8] независимо друг от друга предложили схему классификации адронов, названную восьмеричным путем , также известную как симметрия ароматов SU (3) . Это упорядоченные адроны в изоспиновые мультиплеты . Физическая основа, лежащая в основе изоспина и странности, была объяснена только в 1964 году, когда Гелл-Манн [9] и Джордж Цвейг [10] [11] независимо предложили кварковую модель , которая в то время состояла только из восходящего, нижнего и странного кварки.[12] Верхние и нижние кварки были переносчиками изоспина, в то время как странный кварк нес странность. Хотя кварковая модель объясняла Восьмеричный путь, никаких прямых доказательств существования кварков до 1968 года в Стэнфордском центре линейных ускорителей не было найдено. [13] [14] Эксперименты по глубокому неупругому рассеянию показали, что протоны имеют субструктуру, и что протоны, состоящие из трех более фундаментальных частиц, объясняют данные (тем самым подтверждая кварковую модель ). [15]

Сначала люди не хотели , чтобы определить три тела как кварки, предпочитая вместо Ричарда Фейнман «s партонное описание, [16] [17] [18] , но с течением времени теории кварков стало принято (см Ноябрьской революции ). [19]

См. Также [ править ]

  • Кварковая модель
  • Странное дело
  • Производство странностей
  • Странджлет
  • Странная звезда

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б М. Танабаши и др. (Группа данных по частицам) (2018). «Обзор физики элементарных частиц» . Physical Review D . 98 (3): 1–708. Bibcode : 2018PhRvD..98c0001T . DOI : 10.1103 / PhysRevD.98.030001 . PMID 10020536 . 
  2. ^ Коэн, Ричард Э; Джакомо, Пьер. Символы, единицы, номенклатура и фундаментальные константы в физике (PDF) (ред. 2010 г.). ИЮПАП. п. 12 . Проверено 25 марта 2017 года .
  3. ^ McGervey, Джон Д. (1983). Введение в современную физику (второе изд.). Нью-Йорк: Academic Press. п. 658. ISBN 978-0-12-483560-3. Проверено 25 марта 2017 года .
  4. ↑ М. Гелл-Манн (1953). «Изотопический спин и новые нестабильные частицы» (PDF) . Физический обзор . 92 (3): 833. Полномочный код : 1953PhRv ... 92..833G . DOI : 10.1103 / PhysRev.92.833 .
  5. ^ Г. Джонсон (2000). Странная красота: Мюррей Гелл-Манн и революция в физике двадцатого века . Случайный дом . п. 119. ISBN 978-0-679-43764-2. К концу лета ... [Гелл-Манн] завершил свою первую статью «Изотопное вращение и любопытные частицы» и отправил ее в Physical Review . Редакция возненавидела название, поэтому он изменил его на «Странные частицы». Они тоже не пошли бы на это - не говоря уже о том, что почти все использовали этот термин, - предлагая «изотопное вращение и новые нестабильные частицы».
  6. ^ К. Нисидзимы, Кадзухико (1955). "Теория зарядовой независимости V-частиц" . Успехи теоретической физики . 13 (3): 285. Bibcode : 1955PThPh..13..285N . DOI : 10.1143 / PTP.13.285 .
  7. ^ М. Гелл-Манн (2000) [1964]. «Восьмеричный путь: теория симметрии сильного взаимодействия». В M. Gell-Mann, Y. Ne'eman (ed.). Восьмеричный путь . Westview Press . п. 11. ISBN 978-0-7382-0299-0.
    Оригинал: М. Гелл-Манн (1961). «Восьмеричный путь: теория симметрии сильного взаимодействия». Отчет синхротронной лаборатории CTSL-20 . Калифорнийский технологический институт .
  8. ^ Ю. Нееман (2000) [1 964]. «Вывод сильных взаимодействий из калибровочной инвариантности». В M. Gell-Mann, Y. Ne'eman (ed.). Восьмеричный путь . Westview Press . ISBN 978-0-7382-0299-0.
    Оригинал Ю. Неемана (1961). «Вывод сильных взаимодействий из калибровочной инвариантности». Ядерная физика . 26 (2): 222. Bibcode : 1961NucPh..26..222N . DOI : 10.1016 / 0029-5582 (61) 90134-1 .
  9. ^ М. Гелл-Манн (1964). «Схематическая модель барионов и мезонов». Письма по физике . 8 (3): 214–215. Bibcode : 1964PhL ..... 8..214G . DOI : 10.1016 / S0031-9163 (64) 92001-3 .
  10. ^ Г. Цвейг (1964). "Модель SU (3) для симметрии сильного взаимодействия и ее нарушение". Отчет ЦЕРН № 8181 / Th 8419 .
  11. ^ Г. Цвейг (1964). "Модель SU (3) для симметрии сильного взаимодействия и ее нарушения: II". Отчет ЦЕРН № 8419 / Th 8412 .
  12. ^ Б. Carithers, П. Grannis (1995). «Открытие верхнего кварка» (PDF) . Линия луча . 25 (3): 4–16 . Проверено 23 сентября 2008 .
  13. ^ Блум, ED; Трус, Д .; Destaebler, H .; Drees, J .; Miller, G .; Mo, L .; Taylor, R .; Breidenbach, M .; и другие. (1969). «Неупругое e - p рассеяние высоких энергий при 6 ° и 10 °» . Письма с физическим обзором . 23 (16): 930–934. Bibcode : 1969PhRvL..23..930B . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.23.930 .
  14. ^ М. Брейденбах; Friedman, J .; Kendall, H .; Bloom, E .; Трус, Д .; Destaebler, H .; Drees, J .; Mo, L .; Taylor, R .; и другие. (1969). «Наблюдаемое поведение сильно неупругого рассеяния электронов на протонах» . Письма с физическим обзором . 23 (16): 935–939. Bibcode : 1969PhRvL..23..935B . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.23.935 . ОСТИ 1444731 . S2CID 2575595 .  
  15. ^ JI Фридман. «Дорога к Нобелевской премии» . Университет Хюэ . Архивировано из оригинала на 2008-12-25 . Проверено 29 сентября 2008 .
  16. ^ RP Фейнман (1969). "Столкновения адронов очень высоких энергий" (PDF) . Письма с физическим обзором . 23 (24): 1415–1417. Bibcode : 1969PhRvL..23.1415F . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.23.1415 .
  17. ^ С. Кретцер; Lai, H .; Олнесс, Фредрик; Tung, W .; и другие. (2004). «Партонные распределения CTEQ6 с масс-эффектами тяжелых кварков». Physical Review D . 69 (11): 114005. arXiv : hep-th / 0307022 . Bibcode : 2004PhRvD..69k4005K . DOI : 10.1103 / PhysRevD.69.114005 . S2CID 119379329 . 
  18. ↑ DJ Griffiths (1987). Введение в элементарные частицы . Джон Вили и сыновья . п. 42 . ISBN 978-0-471-60386-3.
  19. ^ ME Пескин, DV Schroeder (1995). Введение в квантовую теорию поля . Аддисон-Уэсли . п. 556 . ISBN 978-0-201-50397-5.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • R. Nave. «Кварки» . Гиперфизика . Государственный университет Джорджии , факультет физики и астрономии . Проверено 29 июня 2008 .
  • А. Пикеринг (1984). Построение кварков . Издательство Чикагского университета . С. 114–125. ISBN 978-0-226-66799-7.