Quantum Chromodynamics

Discussion

disorganized notes

クォークは物質粒子です。 グルーオンは力の粒子です。 架空の名前を持つ6つの既知のクォークがあります。 名前はパーティクルの特性とは関係ありません。

  • アップ
  • ダウン
  • チャーム
  • トップ
  • ボトム

クォークとグルーオンはグループ内にのみ存在する(1012K以下の”低”温度領域にある)。

  • 中間子:クォーク-反クォーク対(qq)
  • ハドロン:クォーク三重項(qqq)
  • テトラクォーク:二つのクォーク-二つの反クォーク(qqqq)または”中間子分子”(qqqq)

通常の物質は、アップクォークとダウンクォークで構成されています。

  • : アップアップダウン
  • 中性子:アップダウンダウンダウン

QCDパーソナリティ

  • マレー-ゲルマン(1929–2019)米国
  • ジョージ-ツヴァイグ(1937–0000)ロシア-米国
  • オスカー-グリーンバーグ(1932-0000)米国
  • 南部陽一郎(1921-2015)日本
  • moo-young han(1934-2016)韓国-米国
  • yuval ne’eman(1925-2006)イスラエル

ラザフォードスタイル散乱実験が示したプロトンのための3つの部分構造。

George Zweig

中間子とバリオンの両方がaceと呼ばれる3つの基本粒子の集合から構成されています。 エースはアイソスピン二重項と一重項に分割されます。 各aceはバリオン数μを持ち、分数的に充電されます。

ジョージ-ツヴァイグ, 1964

Murray Gell-Mann

電荷に非整数値を許可すると、より簡単でエレガントなスキームが構築できます。 三重項tにスピンπ、z=−π、バリオン数πを代入すると、基本バリオンbを完全に省くことができる。 次に、三重項のメンバー u∞、d−∞、およびs−∞を「クォーク」qと呼び、反三重項のメンバーを反クォークqと呼ぶ。バリオンは、(qqq)、(qqqqq)などの組み合わせを使用してクォークから構築することができるようになった。 中間子は(qq)、(qqqq)などから作られています。

マレー-ゲルマン, 1964

Murray Gell-Mann

1963年、核子の基本的な構成要素に「クォーク」という名前を割り当てたとき、私は最初に「kwork」であった可能性のあるスペルなしで音を持っていました。”その後、ジェームズ-ジョイスによるフィネガンズ-ウェイクの私の時折の閲覧の一つで、私はフレーズ”Three quark for Muster Mark”の中で”quark”という言葉に出くわしました。”Quark”(一つには、カモメの叫び声を意味する)は、”Mark”や”bark”などの言葉で韻を踏むことを明確に意図していたので、私はそれを”kwork”と発音する言い訳を見つけなけ”しかし、この本はハンフリー-チンプデン-イヤーウィッカーという名前の出版者の夢を表しています。 テキスト内の単語は、通常、”portmanteau words”のように、いくつかのソースから一度に描画されます。 時々、バーでの飲み物の呼び出しによって部分的に決定されるフレーズが本の中で発生します。 したがって、私は、おそらく”Three quarts for Mister Mark”という叫び声の複数のソースの一つが”Three quarts for Mister Mark”であるかもしれないと主張しました。 いずれにしても、第三の数は、クォークが自然界で発生する方法を完全に適合しています。

Murray Gell-Mann,1994(有料リンク)

ジェームズ-ジョイス フィネガンズ-ウェイク 第2巻第4話ページ383

サムスターマークのための三つのクォーク!
確かに彼は樹皮の多くを持っていない
そして確かに彼が持っているものはすべてマークの横にあります。
しかし、O、全能のWreneagle、unはヒバリの空ではないだろう
暗い
でunsシャツのために百日紅の古いbuzzardを見て、彼はパーマーズタウンパークの周りのuns斑点のあるズボン

ほほほほ、モールティマーク!
あなたはノアの箱舟
から出てきた最も古い雄鶏であり、あなたは疣贅の雄鶏だと思っています。
鳥、上げろ! トリスティは元気な若い火花
それは彼女を踏み、彼女と結婚し、彼女を寝かせ、彼女を赤くして
羽の尾をウインクすることなく
それはその男が彼の金

その歌はseaswansを歌った。 翼のもの。 シーホーク、カモメ、カーリューとプラバー、ケストレルとケペルカルツィ。 海のすべての鳥は、彼らがUsoldeとTrustanの大きなkussを叩いたとき、彼らはrightboldをトロールアウトしました。

ジェームズ-ジョイス, 1939

タイムライン

  1. James Chadwick and E.S. ビーラーは、いくつかの強い力が核を一緒に保持していると結論づけている。
  2. Condon,Gamow,Gurney,alpha emission is by quantum tunnelling
  3. 湯川秀樹は、陽子と中性子の間の新しい粒子(”パイオン”と呼ばれる中間子)の交換による核相互作用を記述するために、相対性理論と量子論 湯川は、核の大きさから、予想される粒子(中間子)の質量は約200電子質量であると結論づけている。 これが核力の中間子理論の始まりです。 (1933-1934)
  4. 湯川秀樹は強い相互作用の理論を提示し、中間子を予測する
  5. Seth Neddermeyer,Carl Anderson,J.C.Street,e.C.Stevensonは宇宙線の雲室測定を用いてミューオンを発見する
  6. 宇宙線に200個の電子質量の粒子が発見されている。 最初は物理学者はそれが湯川のパイオンだと思っていましたが、後にミューオンであることが発見されました。
  7. 物理学者は、湯川の中間子と考えられる宇宙線粒子が、代わりに第二世代の物質粒子の最初の粒子である”ミューオン”であることを認識しています。 この発見は完全に予想外だった—I.I.Rabiは”誰がそれを注文したのですか?”レプトン”という用語は、あまりにも強く相互作用しない物体(電子とミューオンは両方ともレプトンである)を記述するために導入されています。
  8. Cecil Powell、C.M.G.Lattes、およびG.P.S.Occhialiniは、宇宙線の軌跡を研究することによってパイ中間子を発見
  9. 宇宙線に強く相互作用する中間子が見つかり、パイ中間子であると決定される。
  10. Enrico FermiとC.N.Yangは、パイ中間子は核子と反核子の複合構造であることを示唆している。 複合粒子のこの考えは非常に根本的です。
  11. その崩壊によるK+の発見。
  12. 中性パイ中間子が発見された。
  13. 宇宙線の中に二つの新しいタイプの粒子が発見されました。 それらは、Vのような軌道を見て、軌道を離れた2つの荷電した物体を生成するために崩壊したに違いない電気的に中性の物体を再構成することに 粒子はlambda0とK0と命名された。
  14. Martin Deutschがポジトロニウムを発見
  15. デルタと呼ばれる粒子の発見:四つの類似した粒子があった(∆++, ∆+, ∆0, とσ−。)
  16. “粒子爆発”の始まり—粒子の真の増殖。
  17. 原子核からの電子の散乱は、陽子、さらには中性子の内部の電荷密度分布を明らかにする。 この陽子と中性子の電磁構造の記述は、これらの物体に何らかの内部構造を示唆しているが、それらは依然として基本的な粒子とみなされている。
  18. 奇妙さの概念は、なぜいくつかのエキゾチックな粒子がゆっくりと崩壊するように見えたのかを説明するために、Gell-MannとNishijimaによって導入されました。 (彼らはこの本の次のセクションで説明されている弱い相互作用を介して減衰します。)
  19. C.N.YangとRobert Millsは、”ゲージ理論”と呼ばれる新しいクラスの理論を開発しました。”当時は実現されていませんが、このタイプの理論は現在、標準モデルの基礎を形成しています。
  20. Murray Gell-MannとYuval Ne’manは、八重のウェイパターン—SU(3)グループを発見しました。 ジェフリー・ゴールドストーンは大域的位相対称性の破れを考察した。 既知の粒子の数が増え続けるにつれて、粒子を整理する数学的分類スキーム(グループSU(3))は、物理学者が粒子タイプのパターンを認識するのに役立ちます。
  21. 最初の3つのクォークはGell-MannとZweig(up,down,strange)によって提案されている。 色電荷の概念はGreenbergによって提案されています。 「チャーム」と呼ばれるフー量子数は、ストレンジクォークによって運ばれる「ストレンジネス」を相殺するために、BjorkenとGlashowによって提案されました。
  22. Nambu and And HanはクォークのSU(3)対称性を記述する。 それは後に色の対称性と呼ばれるようになりました。
  23. Richard Taylor、Jerome Friedman、およびHenry Kendallは、スタンフォード大学の線形電子加速器を使用して、陽子で電子を撃つことによってこのファズボールを探査しました。 いくつかの電子は非常に強く散乱し、陽子は単に物質の均一な塗抹標本ではなかったことを明らかにした。 その年の後半に、James Bjorkenによる理論的分析は、この散乱が陽子内の点状成分に起因する可能性があることを示唆した。
  24. 6°および10°での高エネルギー非弾性e-p散乱&高非弾性電子-陽子散乱の観測された挙動
  25. Sheldon Glashow、John Iliopoulos、Luciano Maianiはチャームクォークを提案
  26. Burton RichterとSamuel Tingはチャームクォークの存在を示唆するpsi中間子を発見した。 4番目のクォークの証拠は1974年11月に発見された。 二つの実験(一つはBNLで、もう一つはSLACで)は同時に約3.1GeV/c2の質量を持つ中間子の発見を発表しました。 BNLによってJ中間子と呼ばれ、SLACによってπ中間子と呼ばれ、後にチャームクォークと反チャームクォークの組み合わせであることが決定された。 どちらのグループも発見を優先していなかったので、中間子は現在J/πと呼ばれています。 20世紀に発見された多くの粒子と同様に、それはまた、気まぐれな名前、charmoniumを与えられました。
  27. topとbottomの名前は、Haim Harariによって第一世代のクォークの名前(upとdown)と一致するように導入されました。
  28. ボトムクォークの予期せぬ発見。 ボトムクォークは1977年にレオン-M率いるFermilab E288実験チームによって発見された。 Ledermanは、衝突がbottomoniumを生成したとき。
  29. 最終的にトップクォークの質量が決定された。 トップクォークは多くの原子よりも巨大であり、それはハドロンを形成するために他のクォークと結合するのに十分な長さを生きていないように不安定

18 クォーク+18アンティーククォーク

すべての36クォークを一つのテーブルに
第一世代 第二世代 第三世代
アップ
ファミリー
レッドアップ レッドチャーム レッドトップ クォーク
ブルーアップ ブルーチャーム ブルートップ
グリーンアップ グリーンチャーム グリーントップ
ダウン
ファミリー
赤ダウン 赤ストレンジ 赤 底部
ブルーダウン ブルーストレンジ ブルーボトム
グリーン下 グリーン下 グリーン下
アップ
ファミリー
アンチレッドantiup アンチレッドanticharm アンチレッドantitop アンチ
クォーク
アンチブルーアンチアップ アンチブルーアンチアーム アンチブルーアンチトップ
アンティグリーンアンティトップ アンティグリーンアンティトップ アンティグリーンアンティトップ
ダウン
ファミリー
アンチレッド アンチレッド アンチレッド アンチレッド アンチレッド アンチレッド
アンチブルーアンチダウン アンチブルーアンチストレンジ アンチブルーアンチボトム
アンティグリーンアンチダウン アンティグリーンアンチストレンジ アンティグリーンアンチボトム

8 グルーオン

一つのテーブル内のすべての8つのグルーオン
グルーオン

rb+br

√2

−i(rb-br)

√2

rr-bb

√2

rg+gr

√2

−i(rg-gr)

√2

bg+gb

√2

−i(bg−gb)

√2

rr+bb−2gg

√6

それともこのように書くべきですか?

一つのテーブル内のすべての8つのグルオン
グルオン

rb+br

√2

−i(rb-br)

√2

rg+gr

√2

−i(rg-gr)

√2

bg+gb

√2

−i(bg−gb)

√2

rr− bb

√2

rr+bb−2gg

√6

ゲルマン行列。 クォークは列で移動します。 列によるAntiquarks。 いくつかの奇妙な理由で、色のシーケンスは赤-緑-青ではなく赤-青-緑のように見えます。

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