теорія кварків
Теорія кварків була розроблена для того, щоб описувати взаємодію частинок. Важливо відзначити, що у вільному стані кварк в природі не зустріти, так як кварк, строго кажучи, сам по собі не є часткою. Це спосіб конфігурації електромагнітної хвилі в частці, а частка зазвичай включає в себе далеко не одну таку хвилю. Заряд кварка дорівнює однієї третини заряду електрона, а його масштаб становить 0,5 * 10 ^ -19 (10 в мінус дев`ятнадцятої ступеня), це менше розміру протона приблизно в 20 тис. Разів. Адрони (до яких відноситься протон і нейтрон) теж складаються з кварків.
На даний час розрізняють шести типів кварків, як правило, говорять, «ароматів». Крім цього, кварк також має ще одну характеристику, важливу для розрізнення типу, це колір. Очевидно, що це абстрактне розподіл, справжній кварк, звичайно ж, не має ні кольору, на аромату. Але для калібрування кварків ця теорія дуже зручна. Кожному типу кварка відповідає антікварк - тобто, «частка», квантові числа якої протилежні. Квантові числа служать для опису властивостей кварка.
Історія про те, як кварки отримали свою назву, досить забавна. Гелл-Манн, вчений, який вперше припустив, що адрони складаються з особливих частинок, запозичив це слівце з роману Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану», в якому присутні слова: «Три кварка для містера Марка!».
Теорію кварків у фізиці взагалі можна назвати однією з найпоетичніших. Тут і історія назви, і характеристики кольору і аромату, і самі типи кварків: істинний, чарівний, зачарований, дивний ... Кожен тип кварка характеризується зарядом і масою.
Роль кварків в фізиці
На основі кварків відбуваються сильна, слабка і електромагнітне взаємодії. При сильних взаємодіях може змінюватися колір кварка, але не аромат. Слабкі взаємодії змінюють аромат, але не колір.
При сильній взаємодії один окремо взятий кварк не може піти від інших кварків на скільки-небудь помітне відстань, саме тому у вільному вигляді їх спостерігати неможливо. Це явище називається конфайнмент. Але адрони - «безбарвні» комбінації кварків - вже можуть розлітатися один від одного.
Чи реальні кварки?
Так як через конфайнмента побачити окремі кварки неможливо, то нерідко неспеціалісти запитують: «Чи реальні взагалі кварки, якщо ми не можемо їх спостерігати? Чи не математична це абстракція? »
Причин реальності теорії кварків кілька:
- Всі адрони, незважаючи на їх численність, мають не дуже велике число ступенів свободи. Спочатку теорія кварків описувала саме ці вільні параметри.
- Кварковая модель з`явилася раніше, ніж стали відомі багато адронні частки, але всі вони в неї відмінно вписувалися.
- Кварковая модель передбачала деякі наслідки, які потім були підтверджені експериментально. Наприклад, в адронних коллайдерах стало можливо «вибивати» кварки з протонів при високоенергетичних зіткненнях, і результати цих процесів спостерігалися у вигляді струменів. Якби протон був неподільною часткою, ніяких струменів б не могло існувати.
Зрозуміло, не дивлячись на експериментальні підтвердження, модель кварків ще залишає фізикам чимало запитань.
