Aynı şey bir kuarktır, ancak üst kuark, en üst kuarktan 100 trilyon kat daha ağırdır!
Brocade Garden: Bu makale parçacık fiziği hakkındadır
Kuark denen bir şey var Kuarklar çok küçük parçacıklardır (birazdan ne kadar küçük olduklarından bahsedeceğiz) ve bunlar maddenin temel bileşenleridir. Bildiğimiz kadarıyla, kuarkların kendileri daha küçük maddelerden oluşmuyor. Daha çok şey öğrendikçe bu durum ileride değişebilir ama şimdilik yeterince iyi. Her biri farklı ama aynı derecede garip isimlere sahip altı tür kuark vardır: üst kuark, üst kuark, alt kuark, garip kuark, cazibe kuark ve alt kuark. Garip ismine rağmen, altızların en tuhafı aslında en üst kuarktır. Şimdiye kadar en yaygın kuarklar yukarı ve aşağı kuarklardır. Protonlar (iki yükselen ve bir düşen) ve nötronlar (iki düşen ve bir yükselen) oluşturmak için üçlü formda birleştirilirler.Protonların pozitif yükünü ve nötronların nötr yükünü oluşturmak için kuarkların taşıması gerekir Kısmi ücret. Bu kulağa tuhaf geliyor, ancak bunun tek nedeni protonların ve elektronların yükünün temel olduğunu düşünüyoruz. Görünüşe göre yanılmışız, üst kuarkın yükü + 2/3 ve alt kuarkın yükü -1 / 3.
Daha da kafa karıştırıcı olan şey, kuarkların şaşırtıcı derecede hafif olmasıdır.Üst kuark, protonun kütlesinin yalnızca% 0.2'si iken, alt kuark, protonun kütlesinin yalnızca% 0.5'i kadardır. Peki bu önemsiz parçacıklar nasıl büyük bir proton kütlesinde birikir? Cevap, kuarkları birbirine bağlayan kuvvettir: güçlü bir nükleer kuvvet. Bu kuark kombinasyonu, yüklü kuarklara benzer şekilde doğal elektrik itme kuvvetini kolayca yener. Enerji ve kütle aynı olduğundan (Einstein sayesinde!), Protonların kütlesi aslında kuarkın kendisi tarafından değil "yapıştırıcı" tarafından belirlenir. Tüm kuarklar o kadar büyük değildir, ancak parçacık fiziği dünyasında büyük, kötü haberdir. Büyük, ince ve uzun bir dağın tepesindeki gibidir. Tabii ki manzara harika, ancak herhangi bir esinti belirtisi sizi daha dengeli bir konuma getirecektir. Kararlılık küçük demektir - eğer kararsızlıktan muzdarip büyük bir parçacıksa, kısa sürede kendinizi bir grup küçük parçacık olarak bulacaksınız. Bu, hayatın yukarı ve aşağı kuarklar için şeftali gibi olduğu anlamına gelir
Resim: Shutterstock
En gençleri onlar, bu yüzden iyi bir görüşe sahip olmasalar da, varoluş uçurumundan düşme tehlikesi yok. İkinci en büyük kuark, garip ve çekici, doğada nadiren çok sayıda bulunur. O kadar büyükler ki, başlangıçta yapmaları zor ve garip bir işlemle yapıldıktan sonra, yakında başka bir şeye dönüşecekler ve geriye sadece bir anı bırakacaklar. Fizikçiler uzun bir süre sadece bu dört kuarkın var olduğuna inanıyorlardı - üst kuarklar, alt kuarklar, garip kuarklar ve cazibe kuarkları. Ancak 1970'lerin başında fizikçiler, mezonla ilişkili bazı nadir bozulmaları inceleyerek bundan şüphelenmeye başladılar. Mezon, bir yukarı kuark veya bir aşağı kuark gibi garip kuarkların bir ikilisidir. Bu mezonları üreten tuhaf çürümeyi açıklamak için, teorisyenlerin üst ve alt kuark dedikleri yeni bir kuark çiftinin varlığını tahmin etmeleri gerekiyordu.Bu yeni kuarklar diğer dört kuarktan çok daha ağırdı (aksi halde görürdük Onlar).
1977'de Quark 5 (altta) bilinen ve ölçülen parçacıklar kulübüne katıldığında, altıncı ve sonuncuyu (üstte) bulma yarışı başladı. Ancak sorun şu ki, kimse ne kadar büyük olduğunu bilmiyor, bu da bir parçacık hızlandırıcı bulmadan önce daha güçlü bir parçacık hızlandırıcı yapmamız gerektiğini bilmediğimiz anlamına geliyor. Her yıl, dünyanın dört bir yanındaki araştırma ekipleri ekipmanı yükseltiyor, ancak her yıl eksiklikler oluyor ve o sırada varsayılan parçacıkların kalitesinde sürekli bir artışa neden oluyor. Şubat 1995'e kadar, Fermilab araştırmacıları nihayet kütlesi bir protonun neredeyse 200 katı olan bir üst kuarkı keşfettiklerini iddia ettiler. Bu doğru: Yukarı ve aşağı kuarklar protonları protonlara dönüştürmek için neredeyse hiçbir şey yapmasalar da, yukarı kuarklar kolayca tüm atomlara çarpabilir. Üst kuark, üst kuarktan 100 trilyon kat daha ağırdır. Bu harika ama neden?
Kuarkların kütle aralığı neden bu kadar büyük? Higgs bozonunun kaynağı budur Higgs bozonu, evreni dolduran görünmez bir yapıştırıcı gibi tüm uzay-zamana nüfuz eden bir alanla (Higgs alanı, biraz elektromanyetik alan gibi) ilişkilidir. Elektronlar, nötrinolar ve kuarklar gibi diğer temel parçacıklar, bir yerden diğerine yüzmek için bu alandan yüzmek zorundadır. Temel parçacıkların Higgs alanını (çeşitli matematik yoluyla) görmezden gelemeyeceği gerçeği, kesinlikle kütlelerinin sebebidir. Bu bir ipucu: Eğer Higgs mezonunun kütle kavramıyla bir bağlantısı varsa ve en ağır kuark şüphesiz en ağır kuarksa, Higgs bozonu ve en iyi kuark en yakın arkadaşlar olmalıdır. Yıllar geçtikçe, üst kuark, Higgs parçacığını anlamamız için bir giriş haline geldi. Higgs parçacığının kendisi üzerinde daha fazla araştırma yaparak, bu gizemli büyük kütleli kuark hakkında biraz anlayışa sahip olabileceğimiz umuluyor.
-Bilimin Popülerleştirilmesi Metin: Paul Sutter, Astrofizikçi / LiveScience
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
