Quark - e faapea o se vaega itiiti? Saili mea e aofia ai quarks. O a vaega laiti nai lo se quark?

Na o se tausaga talu ai, na manumalo ai Peter Higgs ma Fransua Engler le Nobel Taui mo lana galuega, lea sa tuuto atu i le suesueina o fasimea subatomic. Atonu e foliga mai lenei faavalevalea, ae faia saienitisi lona mauaina le afa seneturi ua mavae, ae i le aso latou te leʻi tuuina atu lava se itiiti tele tele.

I le 1964, e lua sili talenia physicist faia foi ma lona teori suatiaina o le eleele. I le taimi muamua, sa ia tosina foi toetoe lava leai se mafaufau. E ese lava, ona e faamatalaina le faatulagaga o hadrons, lea e matuai taua lava mo so o se tasi fegalegaleaiga interatomic malosi. O le talitonuga o quarks.

O le a ai?

I le ala, o le a a quark? O le tasi lenei o le itumalo e sili ona taua o le a hadron. Taua! O lenei vaega ei ai se "afa" vili, moni lava o se fermion. E faalagolago i le lanu (tagai i lalo) e mafai ona tutusa quark totogi i le tolu po o le lua-vaetolu o le tau faaee atu o le a proton. A o le lanu, o lea o loo i ai le ono (tupulaga o quarks). E manaomia ina ia mafai ona e solia le mataupu faavae o Pauli.

faamatalaga autu

O se vaega o nei fasimea hadrons i ai i se mamao e le silia i le taua o le taofia. O le mafuaaga e faigofie lava: latou faafesuiai vectors fanua fua, o, o le gluons. Aisea e faapea quark taua? plasma Gluon (faatumulia quarks) - o se tulaga o le mataupu lea o le atulaulau uma i le taimi lava ina ua mavae le fetoaiga tele. E tusa ai, le i ai o quarks ma gluons - a tuusao faamaoniga e faapea o ia e moni lava.

Latou te maua foi latou lava lanu, ae ona o le faagaioiga o le fatu latou kopi tafailagi. O lea, pe a le mamao i le va quark faamamaluina le va oi latou o loo tele faateleina. O se tasi e mafai ona mafaufau i ai, i se mamao aupito maualalo o fegalegaleaiga O lona mou (saolotoga asymptotic).

O lea, so o se fesootaiga malosi i hadrons ona o le suiga o gluons va quarks. Afai tatou te talanoa e uiga i le fegalegaleaiga i le va o hadrons, latou faamatala le faaliliuina atu o resonance pi-meson. Faaupuga faigofie, toe faaitiitia le tuusao uma i le fesuiaiga o gluons.

E faapefea quark vaega o le nucleons?

aofia taitasi neutron o se pea d-quark ma tazhe tasi u-quark. Taitasi ese proton, - o le tasi d-quark pea u-quark. E le tautala ala, ma le tuuina o tusi e faalagolago i luga o le numera o quantum.

Ia tatou faamatala. Mo se faataitaiga, beta pala o loo faamatala lava le suiga o se tasi o lea lava ituaiga o quark i se tuufaatasiga nucleon i le isi. Ina ia sili atu le malamalama o se fua faatatau e mafai ona tusia lenei faagasologa e pei o lenei: d = u + w (o lenei pala neutron). E tusa ai, ua tusia le proton teisi fua faatatau eseese: u = d + w.

O le isi, o loo faamatala ai le faagasologa e gata ai i se vaitafe mausali o neutrinos ma positrons o le fuifui tele fetu. O le fua o le atulaulau a itiiti itiiti vaega taua, o se plasma quark-gluon, e pei ona tatou fai atu, faamaonia le fetoaiga tele, ma le suesueina o nei fasimea faatagaina saienitisi e malamalama lelei i le uiga moni lea o le lalolagi o loo tatou ola ai.

Faatasi ai ma le itiiti ifo nai lo se quark?

I le ala, po o le a aofia ai o quarks? O i latou o preons vaega ma le vaega. O nei ni oneone o loo laiti lava ma lelei le malamalama i ai, ina ia oo lava i aso nei e iloa le tele o mea latou. o laiti iinei quarks.

O fea na latou o mai ai?

I aso nei, o le ituaiga taatele preons hypotheses lua: manoa manatu ma le aʻoaʻoga o Bilson-Thompson. I le tulaga muamua, faamalamalama oscillation manoa le tulai mai o faamatalaga vaega. O le hypothesis lona lua e taʻu mai ai e mafua lo latou foliga mai i le tulaga fiafia o le avanoa ma le taimi.

E manaia i le tulaga lona lua e mafai ona faamatalaina le aafiaga matautia, e faaaoga ai se Taiala o tutusa felauaiga i curves o le fesootaiga vili. Le meatotino o lenei Taiala lava ia ma iloa ai i latou mo preons. O le mea lena e aofia ai quarks.

Summing i luga, e mafai ona fai i tatou o le quarks - o se ituaiga o le "quanta" i le tuufaatasiga o hadrons. Faagaeetia? Ma o lenei o le a tatou talanoa e uiga i le auala e faia o le tatala le quark. O se tala manaia tele lenei, faatasi ai ma isi mea, atoatoa faailoa mai nisi o faamatalaga o loo faamatalaina i luga.

fasimea ese

Ina ua tuanai le faaiuga o le Taua II, ua amata saienitisi e suesue malosi i le lalolagi o fasimea subatomic, lea na i taimi e foliga mai e na o anamua (mo le manatu). Protons, neutrons (nucleons) atomu ma electrons ua faia. I le 1947 sa ia tatalaina peonies (ma valoia ai lona i ai i le 1935), oe sa nafa ma le tosina atu i le soofaatasi o le nucleons i le vaega faaogatotonu len¯ao o atoms. O lenei mea e le na tuuina atu se faaaliga faasaienisi i lona taimi. sa lei tatala Quarks, ae o le taimi o le osofaiga i lo latou "tulagavae" na latalata.

Neutrinos i lena taimi e lei mauaina. Ae o lo latou manino taua e faamatala le beta pala o atoms sa matua tele e saienitisi e itiiti masalosalo o latou ola. I le gata i lea, ua uma ona iloa po o valoia nisi antiparticles. Tulaga tumau manino na faatasi ma muons ua faia i le taimi o le pala o pions ma mulimuli ane ai se suiga i le neutrinos, electron po positron. leʻi malamalama Physicists, aisea ou te manaomia lenei nofoaga vailauga.

Aue, e pei o se faataitaiga faigofie ma faatauvaa lava faasaoina faapuupuu le tatalaina o le pions. I le 1947, e lua physicist Igilisi Dzhordzh Rochester ma Clifford Butler, lomia se mataupu fia iloa i le tusi o talaaga faasaienisi Natura. Sa avea o ia mea mo a latou suesuega o ave le iʻu e ala i le potu ao, i le taimi na latou maua faamatalaga prelyubopytny. I se tasi o le ata pueina i le taimi o le matauga, sa manino vaaia se ulugalii o auala ma se tupuaga masani. Talu mai le eseesega e pei Latina V, lea na manino - E mautinoa lava le ese o le totogi o nei fasimea.

Saienitisi faʻatasi manatu o nei auala e faailoa ai le mea moni o le paʻu o nisi o vaega e le iloa e le o tuua isi auala. Fuafuaga na faaalia ai lona vaega tele - e uiga i le 500 MeV, lea e sili atu nai lo lenei tau aogā mo le electron. O le mea moni, o le ua igoa ia suesue latou amata V-vaega. Ae peitai, e le o le quark lenei. sa faatalitali pea lenei vaega i le apaau.

E na o le amataga

Faatasi ai ma lenei mauaina, e amata uma. I le 1949, i lalo o le tulaga lava lea e tasi na maua ai le ala vaega, lea na tulai mai ai na o le tolu pions. Sa manino mai le taimi o ia, faapea foi ma le V-si - si tagata eseese o le aiga, e aofia ai fasimea fa. Mulimuli ane sa taʻua i latou K-mesons (kaons).

A pea kaons molia ai se vaega tele 494 MeV, ma i le tulaga o moliaga faaituau - 498 MeV. O le isi, i le 1947, saienitisi sa le laki e maua ai na o le tulaga lava lea e tasi seāseā ona maua o se kaon lelei decays, ae i sa le mafai ona le taimi lena latou lava e faauiga saʻo le ata. Ae peitai, ina ia atoatoa talafeagai, e moni lava le vaaiga muamua o se kaon na faia i tua i le 1943, ae o faamatalaga e uiga i na toetoe a maliu ai e faasaga i le talaaga o le tele o lomiga faasaienisi mavae le taua.

oddities fou

Ma le faatalitali saienitisi mo nisi maua. I le 1950 ma le 1951, suesue mai le iunivesite o Manchester ma Melnburskogo pulea e saili e mamafa tele se vaega itiiti nai lo protons ma neutrons. Sa ia toe maua se totogi, ae decays i se proton ma a pion. Le gata, e pei e mafai ona e taʻu atu, sa i ai se tau faaee atu le lelei. O se vaega fou denoted e le tusi Λ (lambda).

O le tele o taimi mavae atu, o le tele o fesili e tulai mai i le saienitisi. O le faafitauli e faapea o le fasimea fou ua gaosia faapitoa e le fegalegaleaiga faaniukilia malosi, vave solia i lalo e fai ai protons ma neutrons. I le faaopoopo atu, o aliali mai ai i taitoalua e le aunoa, o le tasi faaaliga lei faia. O le mafuaaga lena o se vaega o physicists mai le Iunaite Setete ma Iapani fuafuaina e faaaoga i latou faamatalaga o se numera quantum fou - se oddity. Tusa ma o latou uiga, o le uiga ese o uma isi iloa fasimea o.

suesuega atili

Mea taua na tupu na o suesuega suesuega i le tuanai ai o le manu mai o le a systematization fou o hadrons. A faatusa iloga i lenei o le a Isaraelu Yuval Neʻeman, o le na suia lona mataʻina galuega militeli, ina ia avea e pei o atamai a saienitisi.

Ia faailoa atu o le avanoa i le taimi o le pala mesons ma baryons, fausia a le fuifui e fesootai fasimea multiplets. Tagata taitoatasi uiga ese faalapotopotoga e maua atoatoa e tutusa lelei, ae faafeagai moliaga eletise. O lea la, e faapefea ona e lē faalagolago le fegalegaleaiga faaniukilia malosi o totogi eletise, i aso o totoe o fasimea multiplets vaai masaga atoatoa.

Saienitisi ua fautuaina e le tulai mai o sea fausaga feiloai symmetry faalenatura faapitoa, ma le taimi sa mafai ona latou maua o ia. O se generalization faigofie o le vili vaega Su (2), lea o saienitisi i le faaaogaina lalolagi e faamatala ai le numera quantum. E pau lava i lena taimi na uma ona iloa 23 hadrons, ma sa tutusa o latou tua e 0, ½ po o le iunite atoa, ina ia faaaoga le mafai lenei faavasegaina.

O se taunuuga, o le e tatau ona faaaoga mo le faavasegaina faʻatasi numera quantum lua, ai faalautele tele ai le faavasegaina. Ma sa i ai se vaega o Su (3), lea i le amataga o le senituri e le mathematician Farani Elie Cartan. E iloa ai le tulaga taxonomic o vaega taitasi i ai, ua atiina ae ai le polokalama o suesuega i le saienitisi. ulufale faigofie mulimuli ane Quark i se faasologa faiga, lea e faamauina i le saʻo aiai o tagata agavaa faapitoa.

numera quantum New

Lea saienitisi ua oo mai i le manatu o le faaaogaina o se faamatalaga otooto numera quantum, lea e avea hypercharge ma vili isotopic. Ae peitai, i lea lava manuia e mafai ona ave le uiga ese ma totogi eletise. ua conventionally igoa lenei polokalame Ala Eightfold. ua maua tala faatusa lenei i putisiga, le mea e ausia nirvana manaomia e oo foi i le tulaga valu. Ae peitai, fatuga lenei uma.

Neeman lana galuega ma lana uo, Gell-Mann, lomia i le 1961, ma o le aofai o sa le sili atu i le mesons iloa lea e fitu. Ae i latou pepa, sa leʻi fefe o le suesue e taʻua ai le tulaga maualuga o le i ai o le meson lona valu. Foi i le 1961, faamauina matuai latou manatu. Maua se vaega taua o le eta meson (le η tusi Greek).

E le gata i suesuega ma suesuega faamauina matuai le sao atoatoa o le faavasegaina aiai o Su (3). Sa avea lenei mea o se lagona malosi e suesue oe na maua o latou i ai i le ala saʻo. E oo lava i na Gell-Mann leai se masalosalo i le mea moni e faapea o le natura o loo i ai quarks. sa le matuai lelei lava iloiloga o lona manatu, ae sa talitonu le saienitisi e saʻo o ia.

Iinei ma quarks!

E lei leva ona i le mataupu "O se faataitaiga schematic o baryons ma mesons." I ai, sa mafai e saienitisi e toe atiina ae ai le manatu o le systematization, lea ua faamaonia ai o lea aoga. Latou iloa ai Su (3) ua atoatoa e manatu i ai o le atoa triplets fermions, le moliaga eletise eseese lava mai le 2/3 i le 1/3 ma le 1/3, afai i le triplet se tasi vaega o eseese pea uiga ese nonzero. Ua lauiloa ia i tatou valaauina i latou Gell-Mann "quarks fasimea tulagalua."

E tusa ai ma le tau faaee atu, ia faailogaina i latou e pei u, d ma s (mai le upu faaPeretania i luga, i lalo ma ese). E tusa ai ma le polokalame fou, faia taitasi e tolu baryon quark. ua faatulagaina Mesons sili ona faigofie. O loo i ai se tasi quark (o lenei tulafono e le masuia) ma se antiquark. Seiloga lava e mavae o le avea nuu faasaienisi iloa o le i ai o nei fasimea, o le mataupu o le tatou mataupu.

A itiiti o talafaasolopito e sili atu

I lenei mataupu, lea e fuafuaina tele o le atinae o le fisiki i tausaga o lumanai, ua i ai se talafaasolopito ae manaia. manatu Gell-Mann o le i ai o sea triplets umi i luma o lona lomiga faasalalau, ae leai se tasi e talanoaina ai o latou manatunatuga. O le mea moni o lona manatu o le i ai o le oneone o loo i ai se moliaga fractional, foliga gibberish. Ae peitai, ina ua mavae se talanoaga ma se mataʻina physicist faʻalemafaufau Robert Serber na ia iloa ai ua faia e lana uo lelei lava o le faaiuga lava e tasi.

I le faaopoopo atu, o le saienitisi faia e le na o faaiuga sao o le i ai o ia fasimea e na o le mafai pe afai latou te le saoloto fermions, ma o se vaega o le hadrons. O le mea moni, i le tulaga lenei, ua tuufaatasia o latou moliaga! valaauina i latou muamua o Gell-Mann kvorkami ma taʻua i latou lava i MTI, ae sa matua maualalo le ki o le uiga faaalia o tamaiti aoga ma faiaoga. O le mafuaaga lena a saienitisi mo se taimi umi mafaufau pe e tatau ona ia faia lana suesuega i le lautele.

O le upu "quark" (lenei leo e pei o le alaga o le pato) sa aveesea mai le galuega o James Joyce. Oddly lava, ae o le atamai o Amerika auina lana tusiga i le api talaaga lauiloa Europa faasaienisi Tusi fisiki, ona mamafa fefe e a tutusa le toe iloiloina o le tulaga o le lomiga o Amerika o Faaletino Review Tusi o le a le taliaina mo le lomiga. I le ala, pe afai e te manao e te vaavaai mo le itiiti ifo ma se kopi o le tusiga - outou e taitaia le auala i le falemataaga lava Berlin. Quarks i lona le faamatalaga e le o maua, ae o le tala atoa o lo latou mauaina (po o ae, faamaoniga pepa aloaia) o.

Amata fetauaiga quark

I le saʻo e tatau ona matauina e toetoe lava i le taimi lava lea e tasi i le manatu lava lea e tasi mai CERN saienitisi, Dzhordzh Tsveyg. Muamua, o ia lava lona faiaoga Gell-Mann, ma Richard Feynman. faamatalaina foi Zweig le moni o fermions, lea sa i ai se moliaga fractional, ae valaauina i latou aces. Gata i lea, ua manatu foi o se physicist talenia baryons o le quarks tolu, ma mesons - o se tuufaatasiga o se quark ma se antiquark.

Faaupuga faigofie, toe atoatoa faaiuga le tamaitiiti āʻoga o lona faiaoga, fai lava si ese mai ai. Lana galuega ua faaali mai e oo lava i se ulugalii o le vaiaso i luma o le lomiga faasalalau o Mann, ae na o se "fale-faia" faalapotopotoga. Ae peitai, e le afioaga o le galuega tutoatasi lua lea sa toetoe lava a tutusa le sailiiliga, o le taimi talitonu nisi faamaoni saienitisi i le teori fuafuaina.

Mai le teena e faatuatua

Ae o le tele suʻesuʻe ua latou ave lenei manatu e le o le taimi lava lea. Ioe, tusitala ma theorists ifo vave i le alofa ma ia mo le manino ma le faigofie, ae ua latou taliaina physicists matuia ina ua maea i le umi e 12 tausaga. E le tatau ona tuuaia i latou mo conservatism tele. O le mea moni e faapea o le manatu autu o quarks i eseesega maai i le mataupu faavae aveeseina Pauli, lea tatou te taʻua i le amataga o lenei mataupu. Afai tatou te manatu o le proton loo i ai se pea u-quarks ma na o le pau d-quark, o le uluai tatau ona matua i le setete quantum tasi. E tusa ai ma le Pauli, e mafai ai lenei mea.

O lea sa i ai se aofai quantum faaopoopo, faaalia o se lanu (e pei ona tatou taua i luga). Gata i lea, e le o manino le auala e aoao quark fasimea tulagalua fegalegaleai ai ma le tasi i le isi, aisea e le fetaui ma o latou ituaiga saoloto. fesoasoani tele uma nei mealilo unravel le teori fanua fua, lea e "aumaia i le mafaufau" na o le 70 ona tausaga ogatotonu. I le taimi lava e tasi, o le quark teori o hadrons masani e aofia ai i totonu.

Ae o le tele o faatautau uma le atinaeina o le manatu o le leai atoa o le itiiti ifo nisi o le suega faataitai o le a faamaonia uma le i ai ma le fegalegaleaiga i le va o quarks ma isi fasimea. Ma latou faasolosolo amata ona foliga mai e le gata i le faaiuga o le vaitausaga o le 60, ina ua le televave o atinae, o tekinolosi faatagaina mo le aafiaga o se "faaliliuina atu" electron ave o le protons. E faatagaina nei aafiaga e faamaonia ai protons totonu moni lava "paʻu" ni fasimea, lea na muai taʻua partons. Mulimuli ane, pea talitonu ai e leai se mea e pei o se quark moni, ae sa na o le faaiuga o le 1972.

faamauga faataitai

O le mea moni, ona o le talitonuga lautele faasaienisi mulimuli ai ave a sili atu faamatalaga faataitai. I le 1964, James Bjorken ma Sheldon Glashow (lumanai Nobel Taui manumalo, e ala i le auala) ua fautuaina, e ui lava atonu ei ai se ituaiga e fa quark, lea latou igoa charmed (charmed).

O le faafetai i lenei hypothesis, saienitisi i le 1970 na mafai ona faamatala le tele o oddities ua matauina i le pala o kaons faaituau molia. Ina ua mavae le fa tausaga, e vaega e lua tutoatasi o physicists Amerika sa mafai ona faatulaga le pala meson, lea e aofia ai na o le tasi "charmed" quark ma ona antiquark. E leitioa faaigoaina le taimi e tasi lenei mea na tupu o le Fouvalega Novema. Mo le taimi muamua i le teori quark sa sili atu pe itiiti ifo "vaaia" le faamauga.

O le taua o le tatalaina o fai mai ia le itiiti ifo i le mea moni e faapea o le pule o le galuega faatino, Samuel Ting ma Burton Richter, e lua tausaga mulimuli ane maua lona Nobel Taui: O se mea na tupu o loo atagia mai i le tele o mataupu. Ma o nisi oi latou e mafai ona e maua i le uluai, afai e te asiasi i falemataaga New York o le talafaasolopito o le lalolagi. Quarks, ma e pei ona tatou fai mai - a maua e sili ona taua o le aso nei, ma o lea gauai i le nuu faasaienisi totogi tele ia i latou.

ultima Fua faatusatusa

Na i le 1976, sa maua ai le suesue o se tasi vaega ma le faatosina e le o, o le le faaituau D-meson. O se tuufaatasiga nai faigata o le a charmed quark ma u-antiquark. Iinei e oo lava i le fili inveterate o le i ai o sa faamalosia quarks e tautino atu ai le moni o le teori, muamua faamatalaina silia i le lua tausaga ua mavae. O se tasi o le physicists tau o ni faaupuga sili ona lauiloa, Dzhon Ellis, e taʻua o le faatosina o le "taumoa na suia ai le lalolagi."

E leʻi umi, o le lisi o mea fou na oo mai i totonu ma se ulugalii o le tele quarks tetele, pito i luga ma le pito i lalo, lea e faigofie ai ona e faamatala atu i le ua uma ona faaaogaina i le taimi o le okaina o le Su (3). I tausaga talu ai nei, saienitisi e fai ai ni mea ua taʻua o Tetraquarks o nisi saienitisi ua faaigoaina "molecules hadron."

O nisi o sailiiliga ma faaiuga

E tatau ona malamalama o le tatalaina ma le faamaoniga faasaienisi mo le i ai o quarks, o le mea moni, e mafai ona saogalemu manatu e faapea o le fetauaiga faasaienisi. E mafai ona manatu i le amataga o le 1947 (o le mea moni 1943), ma le faaiuga o le pau i luga o le mauaina muamua o le "charmed" mesons. E liliu atu o le umi o le aso mulimuli o le tatalaina o se tulaga e pei o le, po o le sili atu pe itiiti ifo foi, o le toatele o le 29 tausaga (po o le 32 tausaga)! Ma ua tele o lenei taimi uma e le gata mo le lelei o le mauaina o se quark! plasma Gluon e pei o le mea autu i le atulaulau vave tosina sili atu ona gauai atu saienitisi.

Ae peitai, o le tele o faigata e avea o se fanua o le suesue, o le umi e manaomia e faatino ai le suesuega taua moni lava. Ma e pei ona tatou talanoaina fasimea, e le mafai ona manatu faatauvaa i le taua o lenei mauaina soo se tasi. Suesueina le faatulagaga o quarks, o le a mafai e le tagata e ati loloto i le mealilo o le atulaulau. E mafai e na o le tuanai faamaea latou suesuega e mafai ona tatou aoao i le ala evolves le fetoaiga tele ma le vateatea e tusa ma mea tulafono. I soo se tulaga, e mafai ona tatala i latou e faatalitonuina tagata e toatele physicists o le mea moni o loo siomia ai i tatou e sili atu le faigata ua mavae faatinoga.

Ina ia iloa le mea a quark. O lenei vaega i le taimi na mafua ai se lagona i le lalolagi faasaienisi, ma ua tumu i le faamoemoe mulimuli ane faaali suesue i aso nei ona lilo uma.