Кварки
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Кварки

Кварки, гіпотетичні частки, з яких, як передбачається, можуть полягати всі відомі елементарні частки, що беруть участь в сильних взаємодіях (адрони). Гіпотеза про існування До. була висловлена в 1964 незалежно американським фізиком М-коду . Гелл-Маном і австрійським фізиком Г. Цвейгом з метою пояснення закономірностей, встановлених для адронів. В назви «кварк» немає точного переведення, воно має літературне походження (було запозичено М. Гелл-Маном з романа Дж. Джойса «Помінки по Фінегану», де означало щось невизначене, містичне). Така назва для часток, очевидно, була вибрана тому, що До. необхідно приписати ряд незвичайних властивостей, що виділяють їх зі всіх відомих елементарних часток (наприклад, дробовий електричний заряд).

загрузка...

  Припущення про існування До. виникло у зв'язку з відкриттям великого числа адронів і їх успішною систематизацією. Було встановлено, що адрони можуть бути згруповані в деякі сімейства часток, близьких по своїх основних характеристиках (однакові баріонні заряди, спини, внутрішні парності, близькі маси). Так, наприклад, 8 часток: протон (р), нейтрон (n) і гіперони L 0 , S + , S 0 , S, X, X 0 можуть бути об'єднані в одне сімейство баріонів (октет) із спином 1 / 2 і позитивною парністю. Такі сімейства часток отримали назву супермультіплетов (див. Елементарні частки ). Число часток в кожному супермультиплеті і їх основні властивості можна пояснити, якщо передбачити, що адрони є складеними частками — складаються з трьох типів фундаментальних часток, так званих р , – , n і L-до. (а також з античасток ). При цьому До. необхідно приписати характеристики, вказані в таблиці. (у тому числі дробові електричні і баріонні заряди).

Характеристики кварків

 

Частка

Електричний заряд

Q

Баріонний заряд

В

Спин J

Cтранность

S

Кварки

р

n

l

+2/3

-1/3

-1/3

1/3

1/3

1/3

1/2

1/2

1/2

0

0

-1

Антикварки

-2/3

+1/3

+1/3

-1/3

-1/3

-1/3

1/2

1/2

1/2

0

0

+1

  Баріони, згідно з вказаною гіпотезою, складаються з трьох До., наприклад протон ( Q = 1 В = 1) з двох р -К. і одного n- До., нейтрон ( Q = 0, В = 1) з двох n -k. і одного р -К., S + ( Q = 1; В = 1) — з двох р- До. і одного L-до., W ( Q = —1, В = 1) — з трьох L-до. і так далі Антибаріони складаються з трьох антикварків, а мезони — з одного До. і одного антикварка (наприклад, p + — з р і, К° — з  і n і т. д.). До складу дивних часток обов'язково входять L-до. — носії дивацтва.

  Пошуки До. проводилися в космічних променях, на прискорювачах високої енергії, а також физико-хімічними способами в довкіллі. Всі вони виявилися безуспішними. Проте не можна вважати, що результати цих дослідів остаточно спростовують гіпотезу з існуванні До. — вони лише встановлюють межі для величини можливої маси До. і вірогідність народження До. у процесах сильної взаємодії. Так, в дослідах на Серпуховськом прискорювачі протонів з енергією 70 Гев , в яких при зіткненні протонів з нуклонами (протонами і нейтронами) мішені могли б народжуватися До., якби їх маса не перевищувала приблизно 5 протонних мас (у енергетичних одиницях ~ 5 Гев ), не було зареєстровано жодної частки із зарядом — 1 / 3 або — 2 / 3 . Це означає, що маса До., якщо вони існують, більше 5 Гев або що вірогідність народження До., якщо їх маса менше 5 Гев , принаймні в 10 10 раз менше вірогідності народження p-мезонів (які за час досвіду було зареєстровано > 10 10 ). Пошуки До. у довкіллі показали, що якщо До. і існують, то концентрація їх в речовині не перевищує 10 –18 —10 –20 від числа нуклонів, а за деякими даними, ця межа може бути ще менше (10 –24 —10 –30 ).

  Поряд з гіпотезою існування фундаментальних часток з дробовими зарядами висувалося припущення про існування фундаментальних часток з цілими зарядами (їх називають інколи До. з цілими зарядами). Для пояснення закономірностей систематики адронів необхідно вважати, що є декілька супермультіплетов фундаментальних часток з цілими зарядами (наприклад, 3 сімейства по 3 частки). Спроби їх експериментального виявлення також виявилися безрезультатними.

  Літ.: Коккеде Я., Теорія кварків, пер.(переведення) [з англ.(англійський)], М., 1971; Фізика високих енергій і теорія елементарних часток, До., 1967.

  Л. М. Ландсберг.