Gornji kvark

2/3 eBoja nabojaDaSpin1/2Slabi izospinLH: +1/2, RH: 0Slabi hipernabojLH: +1/3, RH: +4/3
Standardni model elementarnih čestica, s baždarnim i Higsovim bozonom.

Gornji kvark ili u kvark je jedan od elementarnih čestica od kojih se sastoji materija. Najlakši je od svih kvarkova. Zajedno sa donjim kvarkom čini neutrone (1 gornji kvark i 2 donja kvarka) te protone (2 gornja kvarka i 1 donji kvark) koji su deo atomskih jezgara. Čini prvu porodicu čestica prema standardnom modelu. Ima naboj od +2/3 e i masu između 7000220000000000000♠2,2+0,5
−0,4 MeV/c2.[1] Kao i svi kvarkovi spada u grupu fermiona sa spinom od 1/2. Na njega deluju sva 4 osnovna međudelovanja: gravitaciono, elektromagnetno, slabo i jako. Antičestica gornjem kvarku je gornji antikvark.

Njegovo postojanje (zajedno sa donjim i čudnim kvarkovima) postulirali su 1964. godine Mari Gel-Man i Džordž Cvejg da bi objasnili klasifikacionu šemu Osmostrukog puta hadrona. Gornji kvark je prvi put uočen u eksperimentima u Stanfordskom linearno akceleratorskom centru 1968. godine.

Istorija

Na počecima fizike čestica (prva polovina 20. veka), za hadrone poput protona, neutrona i piona se smatralo da su elementarne čestice. Međutim, kako su otkriveni novi hadroni, kolekcija čestica se uvećala sa od nekoliko čestica ranih 1930-ih i 1940-ih do nekoliko desetina tokom 1950-ih. Odnosi između svake od njih bili su nejasni do 1961. godine, kada su Mari Gel-Man[2] i Juval Neman[3] (nezavisno jedan od drugog) predložili šemu klasifikacije hadrona pod nazivom Osmostruki put, ili u tehničkom smislu SU(3) simetrija ukusa.

Ova klasifikaciona šema organizovala je hadrone u izospinske multiplete, mada fizička osnova koja stoji iza toga još uvek nije jasna. Godine 1964. godine, Gel-Man[4] i Džordž Cvejg[5][6] (nezavisno jedni od drugih) predložili su model kvarka, koji se tada sastojao samo od gornjeg, donjeg i stranog kvarka.[7] Međutim, mada je model kvarka objašnjavao Osmostruki put, direktni dokazi o postojanju kvarkova nisu pronađeni do 1968. godine u Stanfordskom linearnom akceleratorskom centru.[8][9] Eksperimenti dubokog neelastičnog rasipanja pokazali su da protoni imaju podstrukturu, i da protoni napravljeni od tri temeljnije čestice objašnjavaju podatke (čime potvrđuju model kvarka).[10]

U početku tri tela opisivana kao kvarkovi, već je korišten Ričard Fejnmanov opis partona,[11][12][13] ali vremenom je teorija kvarkova postala prihvaćena (pogledajte Novembarsku revoluciju).[14]

Masa

Uprkos tome što je izuzetno čest, masa gornjeg kvarka nije jasno utvrđena, već se smatra da verovatno leži između 1,8 i 7000300000000000000♠3,0 MeV/c2.[15] Proračuni QCD rešetke daju precizniju vrednost: 7000200999999999999♠2,01±0,14 MeV/c2.[16]

Kada se nađu u mezonima (čestice od jednog kvarka i jedan antikvark) ili barionima (čestice od tri kvarka), ’fektivna masa’ (ili ’odevena’ masa) kvarkova postaje veća zbog energije vezivanja uzrokovane gluonskim poljem između svakog kvarka (videti ekvivalenciju mase i energije). Gola masa kvarkova je toliko mala da se ne može direktno izračunati, jer se moraju uzeti u obzir relativistički efekti.

Референце

  1. ^ а б M. Tanabashi et al. (Particle Data Group) (2018). „Review of Particle Physics”. Physical Review D. 98 (3): 1—708. Bibcode:2018PhRvD..98c0001T. PMID 10020536. doi:10.1103/PhysRevD.98.030001 Слободан приступ. 
  2. ^ M. Gell-Mann (2000) [1964]. „The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry”. Ур.: M. Gell-Mann, Y. Ne'eman. The Eightfold Way. Westview Press. стр. 11. ISBN 978-0-7382-0299-0. 
    Original: M. Gell-Mann (1961). „The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry”. Synchrotron Laboratory Report CTSL-20. California Institute of Technology. 
  3. ^ Y. Ne'eman (2000) [1964]. „Derivation of strong interactions from gauge invariance”. Ур.: M. Gell-Mann, Y. Ne'eman. The Eightfold Way. Westview Press. ISBN 978-0-7382-0299-0. 
    Original Y. Ne'eman (1961). „Derivation of strong interactions from gauge invariance”. Nuclear Physics. 26 (2): 222—229. Bibcode:1961NucPh..26..222N. doi:10.1016/0029-5582(61)90134-1. 
  4. ^ M. Gell-Mann (1964). „A Schematic Model of Baryons and Mesons”. Physics Letters. 8 (3): 214—215. Bibcode:1964PhL.....8..214G. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3. 
  5. ^ G. Zweig (1964). „An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking”. CERN Report No.8181/Th 8419. 
  6. ^ G. Zweig (1964). „An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking: II”. CERN Report No.8419/Th 8412. 
  7. ^ B. Carithers, P. Grannis (1995). „Discovery of the Top Quark” (PDF). Beam Line. 25 (3): 4—16. Приступљено 2008-09-23. 
  8. ^ Bloom, E. D.; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Miller, G.; Mo, L.; Taylor, R.; Breidenbach, M.; et al. (1969). „High-Energy Inelastic e–p Scattering at 6° and 10°”. Physical Review Letters. 23 (16): 930—934. Bibcode:1969PhRvL..23..930B. doi:10.1103/PhysRevLett.23.930 Слободан приступ. 
  9. ^ M. Breidenbach; Friedman, J.; Kendall, H.; Bloom, E.; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Mo, L.; Taylor, R.; et al. (1969). „Observed Behavior of Highly Inelastic Electron–Proton Scattering”. Physical Review Letters. 23 (16): 935—939. Bibcode:1969PhRvL..23..935B. OSTI 1444731. doi:10.1103/PhysRevLett.23.935. 
  10. ^ J. I. Friedman. „The Road to the Nobel Prize”. Hue University. Архивирано из оригинала 2008-12-25. г. Приступљено 2008-09-29. 
  11. ^ R. P. Feynman (1969). „Very High-Energy Collisions of Hadrons” (PDF). Physical Review Letters. 23 (24): 1415—1417. Bibcode:1969PhRvL..23.1415F. doi:10.1103/PhysRevLett.23.1415. 
  12. ^ S. Kretzer; Lai, H.; Olness, Fredrick; Tung, W.; et al. (2004). „CTEQ6 Parton Distributions with Heavy Quark Mass Effects”. Physical Review D. 69 (11): 114005. Bibcode:2004PhRvD..69k4005K. S2CID 119379329. arXiv:hep-ph/0307022 Слободан приступ. doi:10.1103/PhysRevD.69.114005. 
  13. ^ D. J. Griffiths (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. стр. 42. ISBN 978-0-471-60386-3. 
  14. ^ M. E. Peskin, D. V. Schroeder (1995). An introduction to quantum field theoryНеопходна слободна регистрација. Addison–Wesley. стр. 556. ISBN 978-0-201-50397-5. 
  15. ^ J. Beringer (Particle Data Group); et al. (2012). „PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t', Free)'” (PDF). Particle Data Group. Приступљено 2013-02-21. 
  16. ^ Cho, Adrian (април 2010). „Mass of the Common Quark Finally Nailed Down”. Science Magazine. CS1 одржавање: Формат датума (веза)

Literatura

  • A. Ali, G. Kramer; Kramer (2011). „JETS and QCD: A historical review of the discovery of the quark and gluon jets and its impact on QCD”. European Physical Journal H. 36 (2): 245. Bibcode:2011EPJH...36..245A. arXiv:1012.2288 Слободан приступ. doi:10.1140/epjh/e2011-10047-1. 
  • R. Nave. „Quarks”. HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. Приступљено 29. 06. 2008. 
  • Amsler, C.; et al. (Particle Data Group) (2008). „Review of Particle Physics” (PDF). Physics Letters B. 667 (1): 1. Bibcode:2008PhLB..667....1A. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. 
  • Anicin, I. V. (2005). „The Neutrino: Its Past, Present and Future”. arXiv:physics/0503172 Слободан приступ. 
  • Fukuda, Y.; et al. (1998). „Evidence for Oscillation of Atmospheric Neutrinos”. Physical Review Letters. 81 (8): 1562—1567. Bibcode:1998PhRvL..81.1562F. arXiv:hep-ex/9807003 Слободан приступ. doi:10.1103/PhysRevLett.81.1562. 
  • Kodama, K.; et al. (2001). „Observation of tau neutrino interactions”. Physics Letters B. 504 (3): 218—224. Bibcode:2001PhLB..504..218D. arXiv:hep-ex/0012035 Слободан приступ. doi:10.1016/S0370-2693(01)00307-0. 
  • B. R. Martin; G. Shaw (1992). „Chapter 2: Leptons, quarks and hadrons”. Particle PhysicsНеопходна слободна регистрација. John Wiley & Sons. стр. 23—47. ISBN 978-0-471-92358-9. 
  • Neddermeyer, S. H.; Anderson, C. D. (1937). „Note on the Nature of Cosmic-Ray Particles” (PDF). Physical Review. 51 (10): 884—886. Bibcode:1937PhRv...51..884N. doi:10.1103/PhysRev.51.884. 
  • Perl, M. L.; et al. (1975). „Evidence for Anomalous Lepton Production in e+–e− Annihilation”. Physical Review Letters. 35 (22): 1489—1492. Bibcode:1975PhRvL..35.1489P. doi:10.1103/PhysRevLett.35.1489. 
  • Peskin, M. E.; Schroeder, D. V. (1995). Introduction to Quantum Field TheoryНеопходна слободна регистрација. Westview Press. ISBN 978-0-201-50397-5. 
  • Riesselmann, K. (2007). „Logbook: Neutrino Invention”. Symmetry Magazine. 4 (2). Архивирано из оригинала 2009-05-31. г. 
  • Rosenfeld, L. (1948). Nuclear Forces. Interscience Publishers. стр. xvii. 
  • Shankar, R. (1994). „Chapter 2: Rotational Invariance and Angular Momentum”. Principles of Quantum Mechanics (2nd изд.). Springer. стр. 305—352. ISBN 978-0-306-44790-7. 
  • Weinberg, S. (2003). The Discovery of Subatomic ParticlesНеопходна слободна регистрација. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-82351-7. 
  • Wilson, R. (1997). Astronomy Through the Ages: The Story of the Human Attempt to Understand the Universe. CRC Press. стр. 138. ISBN 978-0-7484-0748-4. 
  • B.A. Schumm (2004). Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle PhysicsНеопходна слободна регистрација. Johns Hopkins University Press. ISBN 978-0-8018-7971-5. 
  • „The Standard Model of Particle Physics Interactive Graphic”. 
  • I. Aitchison; A. Hey (2003). Gauge Theories in Particle Physics: A Practical Introduction. Institute of Physics. ISBN 978-0-585-44550-2. 
  • W. Greiner; B. Müller (2000). Gauge Theory of Weak Interactions. Springer. ISBN 978-3-540-67672-0. 
  • G.D. Coughlan; J.E. Dodd; B.M. Gripaios (2006). The Ideas of Particle Physics: An Introduction for Scientists. Cambridge University Press. 
  • D.J. Griffiths (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-60386-3. 
  • G.L. Kane (1987). Modern Elementary Particle Physics. Perseus Books. ISBN 978-0-201-11749-3. 
  • T.P. Cheng; L.F. Li (2006). Gauge theory of elementary particle physics. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-851961-4.  Highlights the gauge theory aspects of the Standard Model.
  • J.F. Donoghue; E. Golowich; B.R. Holstein (1994). Dynamics of the Standard Model. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-47652-2.  Highlights dynamical and phenomenological aspects of the Standard Model.
  • L. O'Raifeartaigh (1988). Group structure of gauge theories. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-34785-3. 
  • Nagashima, Yorikiyo (2013). Elementary Particle Physics: Foundations of the Standard Model, Volume 2. Wiley. ISBN 978-3-527-64890-0.  920 pages.
  • Schwartz, Matthew D. (2014). Quantum Field Theory and the Standard Model. Cambridge University. ISBN 978-1-107-03473-0.  952 pages.
  • Langacker, Paul (2009). The Standard Model and Beyond. CRC Press. ISBN 978-1-4200-7907-4.  670 pages. Highlights group-theoretical aspects of the Standard Model.
  • E.S. Abers; B.W. Lee (1973). „Gauge theories”. Physics Reports. 9 (1): 1—141. Bibcode:1973PhR.....9....1A. doi:10.1016/0370-1573(73)90027-6. 
  • M. Baak; et al. (2012). „The Electroweak Fit of the Standard Model after the Discovery of a New Boson at the LHC”. The European Physical Journal C. 72 (11): 2205. Bibcode:2012EPJC...72.2205B. S2CID 15052448. arXiv:1209.2716 Слободан приступ. doi:10.1140/epjc/s10052-012-2205-9. 
  • Y. Hayato; et al. (1999). „Search for Proton Decay through p → νK+ in a Large Water Cherenkov Detector”. Physical Review Letters. 83 (8): 1529—1533. Bibcode:1999PhRvL..83.1529H. S2CID 118326409. arXiv:hep-ex/9904020 Слободан приступ. doi:10.1103/PhysRevLett.83.1529. 
  • S.F. Novaes (2000). „Standard Model: An Introduction”. arXiv:hep-ph/0001283 Слободан приступ. 
  • D.P. Roy (1999). „Basic Constituents of Matter and their Interactions – A Progress Report”. arXiv:hep-ph/9912523 Слободан приступ. 
  • F. Wilczek (2004). „The Universe Is A Strange Place”. Nuclear Physics B: Proceedings Supplements. 134: 3. Bibcode:2004NuPhS.134....3W. S2CID 28234516. arXiv:astro-ph/0401347 Слободан приступ. doi:10.1016/j.nuclphysbps.2004.08.001. 
  • Georgi, Howard (1999), Lie algebras in particle physics, Perseus Books Group, ISBN 978-0-7382-0233-4 .
  • Christman, J. Richard (2001), „Colour and Charm” (PDF), www.physnet.org, Project PHYSNET, document MISN-0-283 .
  • Hawking, Stephen (1998), A Brief History of Time, Bantam Dell Publishing Group, ISBN 978-0-553-10953-5 .
  • Close, Frank (2007), The New Cosmic Onion, Taylor & Francis, ISBN 978-1-58488-798-0 .
  • Wu, T.-Y.; Pauchy Hwang, W.-Y. (1991). Relativistic quantum mechanics and quantum fields. World Scientific. стр. 321. ISBN 978-981-02-0608-6. 
  • Muta, T. (2009). Foundations of Quantum Chromodynamics: An introduction to perturbative methods in gauge theories. Lecture Notes in Physics. 78 (3rd изд.). World Scientific. ISBN 978-981-279-353-9. 
  • Smilga, A. (2001). Lectures on quantum chromodynamics. World Scientific. ISBN 978-981-02-4331-9. 
  • Pauli, Wolfgang (1941). „Relativistic Field Theories of Elementary Particles”. Rev. Mod. Phys. 13: 203—32. Bibcode:1941RvMP...13..203P. doi:10.1103/revmodphys.13.203. 
  • Yang C. N., Mills R. L. (1954). „Conservation of Isotopic Spin and Isotopic Gauge Invariance”. Phys. Rev. 96: 191—195. Bibcode:1954PhRv...96..191Y. doi:10.1103/PhysRev.96.191 Слободан приступ. 
  • Donaldson, Simon K. (1983). „Self-dual connections and the topology of smooth 4-manifolds”. Bull. Amer. Math. Soc. 8 (1): 81—83. MR 0682827. doi:10.1090/S0273-0979-1983-15090-5 Слободан приступ. 
  • Pickering, A. (1984). Constructing Quarks. University of Chicago Press. ISBN 0-226-66799-5. 

Spoljašnje veze

Gornji kvark на Викимедијиној остави.
  • Quantum Physics Made Relatively Simple
  • p
  • r
  • u
Čestice u fizici
Elementarne čestice
Fermioni
Kvarkovi
u · d · c · s · t · b
Leptoni
e- · e+ · μ- · μ+ · τ- · τ+ · νe · νe · μe · μe · τe · τe
Bozoni
Baždarni
γ · g · W± · Z
Ostale
Duhovi
Hipotetične
Superpartneri
Gaugino
Gluino · Gravitino
Ostali
Aksino · Bozino · Chargino · Higsino · Neutralino  · Sfermion
Ostale
A0 · Dilaton · G · Higsov bozon · Majoron · Tahion · X · Y  · W' · Z' · Sterilni neutrino
Složene
Hadroni
Barioni / Hiperioni
N (n · p) · Δ · Λ · Σ · Ξ · Ω
Mezoni / Kvarkoniji
π  · ρ  · η · η′  · φ  · ω  · J/ψ  · ϒ  · θ  · K  · B  · D  · T
Druge
Atomsko jezgro · Atomi · Egzotični atomi (Pozitronijum · Mionijum · Onijum) · Molekuli
Hipotetični
Egzotični hadroni
Egzotični barioni
Dibarion · Pentakvark
Egzotični mezoni
Glubol · Tetrakvark
Ostale
Mezonski molekul · Pomeron
Kvazičestice
Davidov soliton · Eksciton · Magnon · Fonon · Plazmaron · Plazmon · Polariton · Polaron · Roton
Popisi
Popis čestica · Popis kvazičestica · Popis bariona · Popis mezona · Hronologija otkrića čestica
Vikipedijine knjige
Hadronska materija: Hadronic Matter · Čestice standardnog modela: Particles of the Standard Model
Normativna kontrola: Državne Уреди на Википодацима
  • Nemačka