Kvark

Kvark — elementar (fundamental) hissəcik. Materiya daşıyıcısı.

Proton: iki yuxarı kvark, bir aşağı kvark və onları birləşdirən qluonlar

Kvarklar fermionlar ailəsindən olan elementar (subatomik) hissəciklərdir. Fermionlar ailəsinin digər üzvü leptonlardır. Kvarklar atomun nüvəsini təşkil edən protonların və neytronların tərkib hissələridir. Proton iki yuxarı kvarkdan və bir aşağı kvarkdan ibarətdir. Neytron bir yuxarı kvarkdan və iki aşağı kvarkdan ibarətdir.

Təbiətdə ayrıca kvarka hələ rast gəlinməmişdir. Kvarklar mezonların və baryonların (proton və neytronun aid olduğu hissəciklər qrupu) tərkib hissələridir. Kvarklar birbirinə qluonlar vasitəsilə bağlı olurlar. [1]

Kvarkların tarixi

[redaktə | mənbəni redaktə et]

1964-cü ildə fiziklər Murray Gell-Mann və George Zweig bir birindən aslı olmadan kvark hipotezini irəli sürdülər. Bu hipotezə görə müxtəlif kvark növləri və onların antihissəcikləri o vaxta qədər məlum olan hadronları (protonların və neytronların aid olduqları mürəkkəb hissəciklər qrupu) təşkil edə bilərdilər.[2] 1967-ci ildə Stanford Universitetində quraşdırılmış akselerator bu hipotezi yoxlamaq imkanı verdi. Fiziklər apardıqları təcrübələrdə protonları və neytronları yüksək enerjili leptonlarla atəşə tutdular. 1974-cü ilə qədər davam edən təcrübələrin nəticəsində protonu, neytronu və başqa hissəcikləri təşkil edən kvark növləri aşkar edildi.[3]

Bu hissəciklər üçün kvark adını (ingiliscə: quark) Murray Gell-Mann təklif etmişdir. O bu sözü bir bədii ədəbiyyat əsərindən götürmüşdür. Elementar hissəciklər sahəsindəki xidmətlərinə görə Murray Gell-Mann 1969-cu ildə Nobel mükafatı almışdır. [4]

1947-ci ildə Manchester Universitetində kosmik şüaların təsirini araşdıran təcrübə zamanı tədqiqatçılar G. Rochester və C. Butler yeni hadron (kaon) aşkarladılar və bu hadronun gözlənildiyindən (10−23 saniyə) daha gec(10−10 saniyə) parçalandığını müşahidə etdilər. Başqa laboratoriyada (Kaliforniya) aparılan təcrübələr göstərdi ki, bu tip hadronların (kaonlar və lambdalar) yaranma sürəti yüksək, parçalanma sürəti zəif olur. Kvarklar kəşf edildikdən sonra həmin hadronun üç kvark növündən ibarət olduğu aydınlaşdı. Bu kvarklardan ikisi yuxarı və aşağı kvarklar idi. Həmin hadron o vaxta qədər elementar hissəciklər üçün aşkarlanmış qanunauyğunluqlara tabe olmadığı üçün Üçüncü növ kvarkı tədqiqatçılar "qəribə" adlandırdılar. [5]

1974-cü ildə tədqiqatçı fiziklər B. Richter (Kaliforniya) və S. Ting (Nyu York) ayrı laboratoriyalarda eyni hissəcik - yeni hadron kəşf etdilər. Yeni hadronun kütləsi protonun kütləsindən üç dəfə çox idi. onun tərkib hissələri ona qədər məlum olan yuxarı, aşağı, qəribə kvarklara bənzəmirdi. Məlum oldu ki bu hadron yeni kvark və antikvark birləşməsindən ibarətdir. Yeni kvarklar uyğun olaraq ovsun (charm) və ovsun antikvark adlandırıldılar. [2] Bu kəşfə görə B. Richter və S. Ting 1976-cıdə il Nobel mükafatı aldılar.

Kvarkların növləri və xüsusiyyətləri

[redaktə | mənbəni redaktə et]

Elementar hissəciklər fizikasında indiyə qədər altı növ kvark kəşf edilmişdir. Bu növlər həm də kvark dadları (flavor) adlanır: yuxarı, aşağı, ovsun, qəribə, alt, üst.

Kvark növləri (dadları) fərqli kütləyə və yükə, eyni spinə malikdirlər.

Kvarkların xüsusiyyətləri
Ad Simvol Kütlə Yük Spin
Birinci nəsil
yuxarı (up) u 1.7 - 3.1 MeV/c2 +2⁄3 1⁄2
aşağı (down) d 4.1 - 5.7 MeV/c2 −1⁄3 1⁄2
İkinci nəsil
ovsun (charm) c 1.29 GeV/c2 +2⁄3 1⁄2
qəribə (strange) s 104 MeV/c2 −1⁄3 1⁄2
Üçüncü nəsil
üst (top) t 172.9 GeV/c2 +2⁄3 1⁄2
alt (bottom) b 4.19 GeV/c2 −1⁄3 1⁄2

Kvarklar dad indeksindən başqa həm də rəng indeksinə malikdirlər. Fərziyyəyə görə hər bir kvark dadı üç əsas rəng alır - qırmızı, yaşıl və göy. [6] Kvarklara aid olaraq həm dad həm də rəng anlayışı məcazi məna daşıyır.

Hər kvark dadına (növünə) uyğun anti kvark var. Məsələn, qəribə kvarka uyğun qəribə antikvark, ovsun kvarka uyğun ovsun antikvark var. Antikvarklar uyğun kvark işarəsinin üstündə xətt qoymaqla işarə olunur.

Kvarkların elektrik yükü

[redaktə | mənbəni redaktə et]

Kvark və onun antikvarkı eyni miqdarda lakin əks işarəli yük daşıyırlar. Məsələn, üst kvark +2⁄3, üst antikvark -2⁄3 yük daşıyır. [6]

Kvarkların və antikvarkların daşıdıqları elektrik yükləri bu hissəciklərdən təşkil olunmuş mürəkkəb hissəciklərin elektrik yükünü təyin edir. Məsələn, proton +1 yükünə malikdir. Protonu təşkil edən iki yuxarı və bir aşağı kvarkın yüklərini cəmləsək eyni nəticə alınar. Neytronun tərkib hissələri olan bir yuxarı və iki aşağı kvarkın elektrik yüklərinin cəmi neytronun yükə malik olmadığını göstərir.

Spin

[redaktə | mənbəni redaktə et]

Spin hissəciklər fizikasında hissəciyin malik olduğu daxili bucaq impulsudur (intrinsic angular momentum).

Spin (ingilis: dönmə, fırlanma) obyektin öz oxu ətrafında dönməsini bildirsə də hissəciklər aləmində öz oxu ətrafında dönmə real həyatdakından bir qədər fərqlidir.

Materiya daşıyıcıları olan fermionlar və qarşılıqlı təsir qüvvəsi daşıyıcıları olan bosonlar fərqli spinlərə malikdirlər. Fermionların spini kəsrlə, bosonların spinləri tam ədədlə ifadə olunur. Fermionlar qrupunun üzvü olan kvarklar 1⁄2 spinə malikdirlər. Məsələn, bosonların nümayəndəsi olan foton 1 spinə malikdir. [7]

İstinadlar

[redaktə | mənbəni redaktə et]
  1. ↑ J. Gribbin. Q is for Quantum: An Encyclopedia of Particle Physics. The Free Press. 1999. ISBN 0-684-85578-X.
  2. ↑ 1 2 B. Carithers, P. Grannis. "Discovery of the [[Top Quark]]" (PDF). Beam Line. SLAC. 25 (3). 1995: 4–16. 2016-12-03 tarixində arxivləşdirilib (PDF). İstifadə tarixi: 2008-09-23.
  3. ↑ J.I. Friedman. "The Road to the Nobel Prize". Hue University. 2008-12-25 tarixində orijinalından arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2008-09-29.
  4. ↑ R. Nave. "Confinement of Quarks". HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. 2015-09-05 tarixində arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2008-06-29.
  5. ↑ F. Kraus. "Introduction to particle physics" (PDF). Institute for Particle Physics Phenomenology (IPPP) - Durham. 2009. 2012-09-05 tarixində orijinalından (PDF) arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2008-06-29.
  6. ↑ 1 2 W.N. Cottingham, D.A.Greenwood. An Introduction To The Standard Model of Particle Physics. Cambridge. 2007. səh 13. ISBN 978-0-521-85249-4.
  7. ↑ D. Lincoln. Understanding the Universe. World Scientific. 2004. ISBN 981-238-705-6.

Xarici keçidlər

[redaktə | mənbəni redaktə et]