s-kvark (podivný kvark) (s ) | |
---|---|
Sloučenina | základní částice |
Rodina | Fermion |
Skupina | Quark |
Generace | Druhý |
Účastní se interakcí |
silný , slabý , elektromagnetický , gravitační |
Počet typů | 3 |
Hmotnost | 95 ± 25 MeV / s 2 |
Teoreticky oprávněné | Gell-Mann , Zweig ( 1964 ) |
Objevil | 1947 |
kvantová čísla | |
Elektrický náboj | −1/3 e |
barevný náboj | r, g, b |
Roztočit | ½ ħ |
Počet stavů otáčení | 2 |
Strange kvark nebo s -quark (odvozeno od názvu kvantového čísla " divnost ", anglicky podivnost [pozn. 1] ) je druh elementárních částic , jeden ze šesti známých kvarků . Třetí největší ze všech lehkých kvarků. Podivné kvarky jsou součástí některých hadronů . Hadrony obsahující podivné kvarky se nazývají podivné částice (tento název historicky vznikl před objevem s -kvarků a odrážel v té době tajemnou vlastnost této skupiny částic, která za života výrazně převyšovala ostatní známé hadrony). Podivné částice jsou kaony ( K ), podivné mezony D ( D
s), sigma baryony ( Σ ) a řada dalších.
Podle IUPAP je symbol s oficiálním označením pro kvark, zatímco termín „divný“ by měl být považován pouze za označení mnemotechnické pomůcky. .
Podivný kvark je spolu s kvarkem charmed součástí druhé generace kvarků. Má elektrický náboj − 1 ⁄ 3 e a holou hmotnost 95 +9
−3 MeV / c2 [ 2 ] . Jako všechny kvarky je i kvark podivný základní fermion se spinem ½ a účastní se všech čtyř základních interakcí : gravitační , elektromagnetické , slabé interakce a silné interakce . Antičástice podivného kvarku je podivný antikvark (někdy nazývaný antidivný kvark ), který se od něj liší pouze tím, že některé jeho vlastnosti mají stejnou velikost, ale opačné znaménko .
Ačkoli první podivná částice byla objevena v roce 1947 ( kaon ), existenci nejpodivnějšího kvarku samotného (stejně jako up a down kvarků ) předpokládali až v roce 1964 Murray Gell-Mann a George Zweig , aby vysvětlili schéma klasifikace oktalových cest. pro hadrony . První důkaz o existenci kvarků přišel v roce 1968 z experimentů s hlubokým nepružným rozptylem ve Stanfordském centru lineárních urychlovačů . Tyto experimenty potvrdily existenci kvarků up a down a obecněji podivných kvarků, protože jejich přítomnost byla nezbytná k vysvětlení teorie „osmi cest“.
V raných dobách částicové fyziky (první polovina 20. století) byly hadrony , jako jsou protony , neutrony a piony , považovány za skutečně elementární , bezstrukturní a nedělitelné částice. Později však byly objeveny nové hadrony a „částicová zoo“ se rozrostla z několika částic na počátku 30. a 40. let na několik desítek v 50. letech. Ukázalo se, že některé částice žijí mnohem déle než jiné; většina částic se rozpadla v důsledku silné interakce a měla životnost asi 10 −23 s. Když se rozpadly kvůli slabým interakcím , jejich životnost byla asi 10 - 10 sekund. Studiem těchto rozpadů vyvinuli Murray Gell-Mann (v roce 1953) [3] [4] a Kazuhiko Nishijima (Nishijima) (v roce 1955) [5] koncept podivnosti (který Nishijima nazval náboj eta podle mezonu eta η ) vysvětlit „podivnost“ částic s dlouhou životností. Vzorec Gell-Mann-Nishijima je výsledkem těchto snah vysvětlit podivné rozpady.
Navzdory jejich práci zůstal vztah mezi každou částicí a fyzikálním základem podivnosti nejasný. V roce 1961 Gell-Mann [6] a Yuval Ne'eman [7] nezávisle navrhli schéma pro klasifikaci hadronů nazvané " cesta osmi ", také známá jako SU(3) symetrie chuti , která uspořádala hadrony do isospinových multipletů . Fyzikální základ isospinu a podivnosti byl vysvětlen až v roce 1964, kdy Gell-Mann [8] a George Zweig [9] [10] nezávisle navrhli kvarkový model , který v té době zahrnoval pouze horní , dolní a podivné kvarky [11 ] . Kvarky up a down byly nositeli isospinu a podivný kvark byl nositelem podivnosti. Ačkoli kvarkový model vysvětlil osminásobnou cestu, žádný přímý důkaz existence kvarků nebyl nalezen až do experimentů v roce 1968 ve Stanfordském lineárním akcelerátorovém centru [12] [13] . Experimenty s hlubokým nepružným rozptylem ukázaly, že protony mají substrukturu a že model protonu sestávajícího ze tří fundamentálních částic je v souladu s daty (čímž je potvrzen kvarkový model ) [14] .
Zpočátku se vědci zdráhali identifikovat tři subčástice jako kvarky, místo toho dali přednost partonovému popisu Richarda Feynmana [15] [16] [17] , ale postupem času se teorie kvarků stala obecně uznávanou (viz listopadová revoluce ) [18]. .
Některé hadrony obsahují valenční s -kvark, včetně:
Všechny hadrony (včetně těch, které neobsahují valenční s -kvarky) obsahují příměs virtuálních (mořských) párů sestávajících z podivného kvarku a antikvarku.
Částice ve fyzice | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
základní částice |
| ||||||||||||
Kompozitní částice |
| ||||||||||||