Странный кварк
| Состав | Элементарная частица |
|---|---|
| Статистика | фермионный |
| Семья | Кварк |
| Поколение | Второй |
| Взаимодействия | сильная , слабая , электромагнитная сила , гравитация |
| Символ | с |
| Античастица | Странный антикварк( с ) |
| Теоретический | Мюррей Гелл-Манн (1964) Джордж Цвейг (1964) |
| Обнаруженный | 1968, СЛАК |
| Масса | 95 +9 −3 МэВ/ с 2 [1] |
| Распадается на | Верхний кварк |
| Электрический заряд | − 1/3 е |
| Цветовой заряд | Да |
| Вращаться | 1/2 часа |
| Слабый изоспин | ЛХ : − 1/2 , 0 : высота правая |
| Слабый гиперзаряд | ЛХ : 1 / 3 , правая рука : - 2 / 3 |
Странный кварк или s-кварк (от его символа s) — третий по легкости из всех кварков , тип элементарной частицы . Странные кварки встречаются в субатомных частицах, называемых адронами . Примеры адронов, содержащих странные кварки, включают каоны (
К
), странные D-мезоны (
Д
с ), сигма-барионы (
С
) и другие странные частицы .
Согласно IUPAP , символ s является официальным названием, а «странный» следует рассматривать только как мнемонику. [2] Название «боковой» также использовалось, потому что кварк s (а также три других оставшихся кварка) имеют I 3 значение , равное 0, в то время как кварки u («верхний») и d («нижний») имеют значения + 1 / 2 и − 1/2 соответственно . [3]
Наряду с очаровательным кварком он входит в состав второго поколения материи . Он имеет электрический заряд − + 1/3 е и голая 95 +9 масса
−3 МэВ/ с 2 . [1] Как и все кварки , странный кварк представляет собой элементарный фермион со спином. 1/2 электромагнетизм гравитацию испытывает все четыре фундаментальных взаимодействия : , , , и сильные слабые взаимодействия и взаимодействия . Античастицей ), который отличается от него только тем , странного кварка является странный антикварк (иногда называемый антистранным кварком или просто антистранным 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 верхнего и нижнего кварков ) было постулировано только в 1964 году Мюрреем Гелл-Манном и Джорджем. Цвейгу объяснить восьмеричную схему классификации адронов . Первые доказательства существования кварков были получены в 1968 году в экспериментах по глубоконеупругому рассеянию в Стэнфордском центре линейных ускорителей . Эти эксперименты подтвердили существование верхних и нижних кварков, а также странных кварков, поскольку они были необходимы для объяснения восьмеричного пути .
История [ править ]
На заре 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 гораздо дольше других; большинство частиц распались в результате сильного взаимодействия и имели время жизни около 10 −23 секунды. Когда они распадались в результате слабых взаимодействий , их время жизни составляло около 10 −10 секунды. Изучая эти распады, Мюррей Гелл-Манн (в 1953 г.) [4] [5] и Кадзухико Нисидзима (в 1955 г.) [6] разработал концепцию странности (которую Нисидзима назвал эта-зарядом , в честь эта-мезона (
или
)) чтобы объяснить "странность" долгоживущих частиц. Формула Гелла-Манна-Нисидзимы является результатом этих попыток понять странные распады.
Несмотря на их работу, отношения между каждой частицей и физической основой свойства странности оставались неясными. В 1961 году Гелл-Манн [7] и Юваль Нееман [8] независимо предложил схему классификации адронов, названную восьмеричным способом , также известную как SU(3) ароматная симметрия . Это упорядочило адроны в мультиплеты изоспина . Физическая основа изоспина и странности была объяснена только в 1964 году, когда Гелл-Манн [9] и Джордж Цвейг [10] [11] независимо предложил кварковую модель , которая на тот момент состояла только из верхних, нижних и странных кварков. [12] Верхние и нижние кварки были носителями изоспина, а странный кварк нес странность. Хотя модель кварков объясняла восьмеричный путь , прямых доказательств существования кварков не было обнаружено до 1968 года в Стэнфордском центре линейных ускорителей . [13] [14] Эксперименты по глубоконеупругому рассеянию показали, что у протонов есть субструктура, и что протоны, состоящие из трех более фундаментальных частиц, объясняют данные (подтверждая тем самым кварковую модель ). [15]
Поначалу люди не хотели идентифицировать три тела как кварки, вместо этого предпочитая Ричарда Фейнмана : партонное описание [16] [17] [18] но со временем теория кварков стала общепринятой (см. «Ноябрьская революция» ). [19]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б М. Танабаши и др. (Группа данных о частицах) (2018). «Обзор физики элементарных частиц» . Физический обзор D . 98 (3): 1–708. Бибкод : 2018PhRvD..98c0001T . doi : 10.1103/PhysRevD.98.030001 . hdl : 10044/1/68623 . ПМИД 10020536 .
- ^ Коэн, Ричард Э.; Джакомо, Пьер. Символы, единицы, номенклатура и фундаментальные константы в физике (PDF) (изд. 2010 г.). ИЮПАП. п. 12. Архивировано из оригинала (PDF) 18 марта 2015 года . Проверено 25 марта 2017 г.
- ^ МакГерви, Джон Д. (1983). Введение в современную физику (второе изд.). Нью-Йорк: Академическая пресса. п. 658. ИСБН 978-0-12-483560-3 . Проверено 25 марта 2017 г.
- ^ М. Гелл-Манн (1953). «Изотопический спин и новые нестабильные частицы» (PDF) . Физический обзор . 92 (3): 833. Бибкод : 1953PhRv...92..833G . дои : 10.1103/PhysRev.92.833 .
- ^ Джонсон, Г. (2000). Странная красота: Мюррей Гелл-Манн и революция в физике двадцатого века . Случайный дом . п. 119. ИСБН 978-0-679-43764-2 .
К концу лета... [Гелл-Манн] завершил свою первую статью «Изотопический спин и любопытные частицы» и отправил ее в Physical Review . Редакторам не понравилось это 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), предложив вместо этого [ sic ] «изотопный спин и новые нестабильные частицы».
- ^ Нисидзима, Кадзухико (1955). «Теория независимости заряда V-частиц» . Успехи теоретической физики . 13 (3): 285. Бибкод : 1955ПТФ..13..285Н . дои : 10.1143/PTP.13.285 .
- ^ Гелл-Манн, Мюррей (2000) [1964]. «Восьмеричный путь: теория симметрии сильного взаимодействия». В Неемане, Ю. (ред.). Восьмеричный путь . Вествью Пресс . п. 11. ISBN 978-0-7382-0299-0 .
Оригинал: Гелл-Манн, Мюррей (1961). «Восьмеричный путь: теория симметрии сильного взаимодействия». Калифорнийский технологический институт . синхротронной лаборатории CTSL-20. Отчет - ^ Ю. Нееман (2000) [1964]. «Вывод сильных взаимодействий из калибровочной инвариантности». В М. Гелл-Манне, Ю. Неемане (ред.). Восьмеричный путь . Вествью Пресс . ISBN 978-0-7382-0299-0 .
Оригинал Ю. Нееман (1961). «Вывод сильных взаимодействий из калибровочной инвариантности». Ядерная физика . 26 (2): 222. Бибкод : 1961NucPh..26..222N . дои : 10.1016/0029-5582(61)90134-1 . - ^ Гелл-Манн, Мюррей (1964). «Схематическая модель барионов и мезонов». Письма по физике . 8 (3): 214–215. Бибкод : 1964PhL.....8..214G . дои : 10.1016/S0031-9163(64)92001-3 .
- ^ Цвейг, Г. (1964). «Модель SU (3) для симметрии сильного взаимодействия и ее нарушение». Отчет ЦЕРН № 8181/Th 8419 .
- ^ Цвейг, Г. (1964). «Модель SU (3) для симметрии сильного взаимодействия и ее нарушения: II». Отчет ЦЕРН № 8419/Th 8412 .
- ^ Каритерс, Б.; Граннис, П. (1995). «Открытие высшего кварка» (PDF) . Линия луча . 25 (3): 4–16 . Проверено 23 сентября 2008 г.
- ^ Блум, Эд; Кауард, Д.; и др. (1969). «Высокоэнергетическое неупругое е - р- рассеяние на 6° и 10°» . Письма о физических отзывах . 23 (16): 930–934. Бибкод : 1969PhRvL..23..930B . дои : 10.1103/PhysRevLett.23.930 .
- ^ Брайденбах, М.; Фридман Дж.; и др. (1969). «Наблюдаемое поведение высоконеупругого электрон-протонного рассеяния». Письма о физических отзывах . 23 (16): 935–939. Бибкод : 1969PhRvL..23..935B . дои : 10.1103/PhysRevLett.23.935 . ОСТИ 1444731 . S2CID 2575595 .
- ^ Фридман Дж.И. «Путь к Нобелевской премии» . Университет Хюэ . Архивировано из оригинала 25 декабря 2008 года . Проверено 29 сентября 2008 г.
- ^ Фейнман, Р.П. (1969). «Столкновения адронов при очень высоких энергиях» (PDF) . Письма о физических отзывах . 23 (24): 1415–1417. Бибкод : 1969PhRvL..23.1415F . дои : 10.1103/PhysRevLett.23.1415 .
- ^ Кретцер, С.; Лай, Х.; и др. (2004). «Распределение партонов CTEQ6 с массовыми эффектами тяжелых кварков». Физический обзор D . 69 (11): 114005. arXiv : hep-th/0307022 . Бибкод : 2004PhRvD..69k4005K . дои : 10.1103/PhysRevD.69.114005 . S2CID 119379329 .
- ^ Гриффитс, диджей (1987). Введение в элементарные частицы . Джон Уайли и сыновья . п. 42 . ISBN 978-0-471-60386-3 .
- ^ Пескин, Мэн; Шредер, Д.В. (1995). Введение в квантовую теорию поля . Аддисон-Уэсли . п. 556 . ISBN 978-0-201-50397-5 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Р. Нейв. «Кварки» . Гиперфизика . Государственный университет Джорджии , факультет физики и астрономии . Проверено 29 июня 2008 г.
- А. Пикеринг (1984). Создание кварков . Издательство Чикагского университета . стр. 114–125. ISBN 978-0-226-66799-7 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
