Что такое кварки?

Что такое кварки?

Природа построена по принципу матрешки. Каждый раз открывая каждую последующую матрешку, мы обнаруживаем что-то новое.

Имеются молекулы. Молекулы состоят из атомов. Атомы состоят из электронов и атомного ядра. Ядро состоит из протонов и нейтронов.

Примерно 100 лет назад считалось, что протоны и нейтроны являются элементарными частицами. Потом оказалось, что таких частиц как протоны и нейтроны намного больше. Сначала в космических лучах, а потом и на ускорителях стали открывать все новые и новые частицы. В итоге таких частиц образовалось несколько десятков.

Такое большое количество новых частиц необходимо было проклассифицировать. Чтобы провести правильную классификацию, ученые предположили, что эти частицы состоят из неких других составляющих. То есть было предположено, что протоны, нейтроны и прочие частицы состоят из еще каких-то более мелких частиц.

Этими более мелкими частицами и оказались кварки. Чтобы описать все новые частицы, ученые ввели понятия о верхних, нижних и странных кварках или по-другому u-кварк, d-кварк и s-кварк (от англ. — up, down и strange).

Как строятся частицы из кварков?
Протон и нейтрон состоят из трех кварков. Например протон состоит из двух u-кварков и одного d-кварка. Нейтрон состоит из одного u-кварка и двух d-кварков.

Протон
Протон
При помощи комбинации трех кварков, будь то uus, dds, uuu и так далее, мы можем получить ту или иную частицу. То есть все то разнообразие частиц, которое было открыто в середине XX века на ускорителях и в космических лучах, можно описать при помощи трех кварков.

Новые кварки
Безусловно за этой идеей стояла мощная математическая конструкция под названием теория групп. Эта теория говорит о том, что все частицы должны образовывать некие семейства. И все те открытые элементарные частицы отлично укладывались в эти семейства при помощи кварков. Также при помощи этой теории получились некоторые незанятые места в семействах, которые впоследствии были заняты в ходе открытия новых частиц.

В 1974 году была открыта частица джей-пси-мезон, которая не вписывалась ни в какое семейство. Поэтому для этой частицы был введен новый очарованный кварк или c-кварк (от англ. charm).

Об этом четвертом кварке говорили и раньше в 1970 году, поскольку теория трех кварков предсказывала распады, которые не происходят в природе, а четное количество кварков как раз исключает эти ненаблюдаемые распады.

В 1977 году в лаборатории Фермилаб был обнаружен пятый b-кварк (от англ. bottom). Наличие пяти известных кварков означало, что должен быть и шестой.

Поиски шестого кварка продолжались почти 20 лет, пока в 1995 году не были обнародованы результаты об обнаружении нового и на данный момент последнего t-кварка (от англ. top).

Классификация кварков
Когда было выяснено, что всего существует 6 кварков, то возникла необходимость проклассифицировать их. Оказалось что кварки группируются парами. Первую пару составляют u- и d-кварки, вторую c- и s-кварк и третью соответственно t- и b-кварк.

Оказалось что каждая пара кварков обладает идентичными свойствами относительно друг друга. Единственное отличие пар заключалось в том, что каждая следующая пара тяжелее предыдущей. Таким образом эти пары кварков были распределены в три семейства или в три поколения частиц.

Главная загадка кварков
Весь видимый мир вокруг нас и мы сами состоит всего из протонов и нейтронов, которые состоят всего из u- и d-кварков. И загадка заключается в том, зачем природе понадобились по две более массивные копии u- и d-кварков.

Делитесь этой статьей в своих социальных сетях, а также не забывайте поставить палец вверх, подписаться на наш канал и оставить комментарий, если вам понравилась данная публикация!

Telegram: https://t.me/different_angle

Яндекс.Дзен: https://zen.yandex.ru/different_angle

Канал не позиционирует себя, как источник стопроцентно правдивой информации, а лишь претендует быть таковым.

Другие статьи в литературном дневнике:

• 30.11.2018. И отвечал Йеhова Ийову
• 27.11.2018. Эразм Роттердамский князь гуманистов.
• 25.11.2018. Миларепа
• 24.11.2018. Замечательные мысли. Фило-софия, любовь к мудрости
• 23.11.2018. Вадим Зеланд Вперёд в прошлое
• 22.11.2018. Изречения Гуру и Махатм о чувствах и общении людей
• 17.11.2018. Демокрит
• 16.11.2018. Иммануи л Кант нем. Immanuel Kant 1724 1804
• 15.11.2018. Заветная звезда
• 14.11.2018. Энтони де Мелло Зачем поет Птица?
• 13.11.2018. цитаты Энтони де Мелло
• 12.11.2018. из Книги Мирдада Михаила Наими
• 10.11.2018. Что такое кварки?
• 09.11.2018. Управление счастьем вовсе не результат долгой эвол
• 08.11.2018. Дзен как свобода
• 06.11.2018. Талмуд книга, цитаты
• 04.11.2018. О любви, женщинах и русском характере
• 03.11.2018. Евангелие от Луки. Глава 9, ст. 49 56.