کوارک شگفت

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
کوارک شگفت
ذره ذره بنیادی
آمار فرمیون‌ی
نیروهای بنیادی قوی، ضعیف، الکترومغناطیس، گرانش
نماد s
نظریه‌پردازی موری گل-مان (۱۹۶۴)
جرج زویگ (۱۹۶۴)
کشف ۱۹۶۸، آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده اسلاک
جرم

۹۵
−۵
 MeV/c2

[۱]
واپاشی به کوارک بالا
بار الکتریکی ۱۳e-
بار رنگ بله
اسپین ۱۲
ایزواسپین ضعیف LH: -۱۲, RH: ۰
ابربار ضعیف LH: +۱۳, RH: -۲۳

کوارک شگفت (نماد : s) که از نظر سبکی در میان انواع کوارک‌ها سومین است، نوعی ذره بنیادی است. کوارک شگفت را می‌توان درون هادرون‌ها یافت که ذرات زیراتمی متشکل از کوارک هستند. نمونه‌هایی از هادرون‌هایی که شامل کوارک شگفت هستند، عبارت‌اند از : کائون (Kمزون دی شگفت (D
s
) و باریون سیگما (Σ)

این کوارک به همراه کوارک افسون، نسل دوم ماده را تشکیل می‌دهند و بار الکتریکی آن ۱۳e- و جرمی برابر ۹۵
−۵
 MeV/c2
دارد. [۱] مانند سایر کوارک‌ها، کوارک شگفت یک فرمیون بنیادی اسپین-۱⁄۲ است و با هر ۴ نیروی بنیادی برهم‌کنش دارد. پادذره آن پادکوارک شگفت نامیده می‌شود (گاهی به آن کوارک پادشگفت یا فقط پادشگفت هم گفته می‌شود) که تنها تفاوتش با کوارک شگفت در این است که برخی از ویژگیهای آن مقدار برابر با علامت مخالف با کوارک شگفت دارد.

نخستین ذره حاوی کوارک شگفت در سال ۱۹۴۷ کشف شد (کائون)، اما وجود کوارک شگفت (به همراه کوارک بالا و کوارک پایین) در سال ۱۹۶۴ توسط موری گل-مان و جرج زویگ برای توضیح روش طبقه‌بندی راه هشت‌گانه هادرون‌ها پیشنهاد شد. این کوارک نخستین بار به صورت تجربی در سال ۱۹۶۸ در آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده اسلاک و در آزمایش پراکندگی ناکشسان ژرف کشف شد.

هادرون‌های شامل کوارک شگفت[ویرایش]

کوارک شگفت سازنده هادرون‌های زیر است:

  • ماده شگفت(تشکیل شده از:یک کوارک شگفت، یک کوارک بالاویک کوارک پایین)
  • ذره امگا(از سه کوارک شگفت تشکیل شده است و گاهی بجای یکی از سه کوارک، کوارک افسون قرار می گیرد)
  • K− (تشکیل شده از یک کوارک شگفت و یک پاد کوارک بالا)
  • پاد ذره, K+ (تشکیل شده از یک کوارک بالا و یک پاد کوارک شگفت)
  • The K0 (تشکیل شده‌است از پاد کوارک شگفت و کوارک پایین)
  • پاد ذره \overline{K^0} (تشکیل شده‌است از کوارک شگفت و پاد کوارک پایین)
  • هیپرون‌ها:Σ و Λ یک کوارک شگفت دارند٬ Ξ دو کوارک شگفت دارد و Ω از سه کوارک شگفت تشکیل شده‌است.

تاریخچه[ویرایش]

در اوایل دوران پیدایش فیزیک ذرات (در نیمه اول قرن بیستم)، چنین پنداشته می‌شد که هادرون‌هایی مانند پروتون، نوترون و پیون ذرات بنیادی هستند. اما با کشف هادرون‌های جدید، باغ‌وحش ذرات از چند ذره در اوایل دهه ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰، در دهه ۱۹۵۰ به چند دوجین ذره گسترش یافت. رابطه میان هریک از این ذرات تا سال ۱۹۶۱ نامشخص بود تا اینکه در این سال موری گل-مان [۲] و یووال نیمان [۳] (هر یک به طور جداگانه) روش راه هشت‌گانه یا به عبارت فنی‌تر، تقارن مزه (3)SU را برای طبقه‌بندی ذرات پیشنهاد دادند.

این طرح طبقه‌بندی هادرون‌ها را به چندقلوهای ایزواسپینی تقسیم می‌نمود اما پایه فیزیکی پشت این طبقه‌بندی، مشخص نبود. در سال ۱۹۶۴، گل-مان [۴] و جرج زویگ [۵][۶] (مستقل از یکدیگر)، مدل کوارک راپیشنهاد دادند که در آن زمان تنها از کوارک بالا، پایین و شگفت تشکیل می‌شد. [۷] اما با اینکه مدل کوارک راه هشت‌گانه را توضیح می‌داد، هیچ‌گونه شواهد تجربی مبنی بر وجود آن در دست نبود تا اینکه در سال ۱۹۶۸ در آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده اسلاک، این اتفاق افتاد. [۸][۹] آزمایش‌های پراکندگی ناکشسان ژرف نشان داد که پروتون زیرساختاری دارد و از سه ذره بنیادی دیگر تشکیل شده‌است و مدل کوارک را تایید نمود. [۱۰] ابتدا افراد در پذیرش این سه ذره به عنوان کوارک بی‌میل بودند و توصیف پارتون ریچارد فاینمن را ترجیح می‌دادند، [۱۱][۱۲][۱۳] اما با گذشت زمان نظریه کوارک مورد پذیرش قرار گرفت. [۱۴]

جستارها وابسته[ویرایش]

منبع[ویرایش]

  1. ۱٫۰ ۱٫۱ J. Beringer et al. (Particle Data Group) (2012). "PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b′, t′, Free)'". Particle Data Group. Retrieved 2012-11-30. 
  2. M. Gell-Mann (2000) [1964]. "The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry". In M. Gell-Mann, Y. Ne'eman. The Eightfold Way. Westview Press. p. 11. ISBN 0-7382-0299-1. 
    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". In M. Gell-Mann, Y. Ne'eman. The Eightfold Way. Westview Press. ISBN 0-7382-0299-1. 
    Original Y. Ne'eman (1961). "Derivation of strong interactions from gauge invariance". Nuclear Physics 26 (2): 222. 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 (SLAC) 25 (3): 4–16. Retrieved 2008-09-23. 
  8. E. D. Bloom et al.; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Miller, G.; Mo, L.; Taylor, R.; Breidenbach, M. et al. (1969). "High-Energy Inelastic ep Scattering at 6° and 10°". Physical Review Letters 23 (16): 930–934. Bibcode:1969PhRvL..23..930B. doi:10.1103/PhysRevLett.23.930. 
  9. M. Breidenbach et al.; Friedman, J.; Kendall, H.; Bloom, E.; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Mo, L.; Taylor, R. (1969). "Observed Behavior of Highly Inelastic Electron–Proton Scattering". Physical Review Letters 23 (16): 935–939. Bibcode:1969PhRvL..23..935B. doi:10.1103/PhysRevLett.23.935. 
  10. J. I. Friedman. "The Road to the Nobel Prize". Hue University. Retrieved 2008-09-29. 
  11. R. P. Feynman (1969). "Very High-Energy Collisions of Hadrons". Physical Review Letters 23 (24): 1415–1417. Bibcode:1969PhRvL..23.1415F. doi:10.1103/PhysRevLett.23.1415. 
  12. S. Kretzer et al.; Lai, H.; Olness, Fredrick; Tung, W. (2004). "CTEQ6 Parton Distributions with Heavy Quark Mass Effects". Physical Review D 69 (11): 114005. arXiv:hep-ph/0307022. Bibcode:2004PhRvD..69k4005K. doi:10.1103/PhysRevD.69.114005. 
  13. D. J. Griffiths (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. p. 42. ISBN 0-471-60386-4. 
  14. M. E. Peskin, D. V. Schroeder (1995). An introduction to quantum field theory. Addison-Wesley. p. 556. ISBN 0-201-50397-2.