discussie
ongeorganiseerde noten
Quarks zijn de stofdeeltjes. Gluonen zijn de krachtdeeltjes. Er zijn 6 bekende quarks met fantasievolle namen. De namen hebben geen relatie met de eigenschappen van de deeltjes.
|
|
|
Quarks en gluonen bestaan alleen in groepen (in de “lage” temperatuur rijk hieronder 1012 K).
- meson: quark-antiquark paar (qq)
- hadron: quark triplet (qqq)
- tetraquark: twee quarks-twee antiquarks (qqqq) of een “meson-molecuul” (qqqq))
gewone materie bestaat uit op en neer quarks.
- proton: omhoog omhoog omlaag
- neutron: omhoog omlaag omlaag
QCD-persoonlijkheden
- Murray Gell-Mann (1929-2019) USA
- George Zweig (1937-0000) Rusland–USA
- Oscar Greenberg (1932-0000) USA
- Yoichiro Nambu (1921-2015) Japan
- Moo-Jonge Han (1934-2016) Zuid–Korea-verenigde staten
- Yuval Ne’eman (1925-2006) Israël
Rutherford-stijl verstrooiing experimenten toonden een driedelige structuur van het proton.
George Zweig
zowel mesonen als baryonen zijn opgebouwd uit een verzameling van drie fundamentele deeltjes die azen worden genoemd. De azen breken op in een isospin doublet en singlet. Elke ace draagt baryon nummer ⅓ en is fractioneel geladen.
George Zweig, 1964
Murray Gell-Mann
een eenvoudiger en eleganter schema kan worden geconstrueerd als we niet-integrale waarden voor de ladingen toestaan. We kunnen volledig afzien van de basis baryon b als we aan de triplet t de volgende eigenschappen toewijzen: spin½, z = -⅓, en baryongetal⅓. Vervolgens verwijzen we naar de leden u⅔, d− ⅓ en s−⅓ van de triplet als “quarks” q en de leden van de anti-triplet als anti-quarks q. Baryons kunnen nu worden geconstrueerd uit quarks met behulp van de combinaties (qqq), (qqqqq), enz., terwijl mesonen zijn gemaakt van (qq), (qqqq), enz.
Murray Gell-Mann, 1964
Murray Gell-Mann
in 1963, toen ik de naam “quark” toekende aan de fundamentele bestanddelen van het nucleon, had ik eerst de klank, zonder de spelling, die “kwork” had kunnen zijn.”Toen, in een van mijn incidentele perusals van Finnegans Wake, door James Joyce, kwam ik het woord “quark” tegen in de zin “Three quarks for Muster Mark.”Aangezien” quark “(wat, ten eerste, De Schreeuw van een meeuw betekent) duidelijk bedoeld was om te rijmen met” Mark”, evenals” schors “en andere dergelijke woorden, moest ik een excuus vinden om het uit te spreken als” kwork.”Maar het boek vertegenwoordigt de dromen van een tollenaar genaamd Humphrey Chimpden Earwicker. Woorden in de tekst worden meestal uit verschillende bronnen tegelijk getrokken, zoals de “portmanteau woorden” in Through the Looking Glass. Van tijd tot tijd komen zinnen voor in het boek die gedeeltelijk worden bepaald door oproepen voor een drankje aan de bar. Ik argumenteerde daarom dat een van de meerdere bronnen van de kreet “drie quarks voor Verzamelteken” misschien “drie kwartjes voor meneer Mark” zou zijn, in welk geval de uitspraak “kwork” niet geheel onterecht zou zijn. In ieder geval paste het nummer drie perfect bij de manier waarop quarks in de natuur voorkomen.
Murray Gell-Mann, 1994 (betaalde link))
James Joyce. Finnegans Wake. Boek 2, Aflevering 4, pagina 383
drie quarks voor Verzamelteken.
zeker dat hij niet veel van een schors
heeft en zeker dat hij het allemaal naast het teken heeft.
maar O, Wreneagle Almachtige, zou het niet een hemel van een leeuwerik
zijn om die oude buizerd te zien gierend rond voor uns shirt in het donker
en hij jacht rond voor uns gespikkelde broek rond bij Palmerstown Park?Hohohoho, ruimermerk!
je bent de rommeligste oude haan die ooit uit een ark van Noach is geflopt en je denkt dat je cock of the wark bent.Kippen, omhoog! Tristy ’s the spry young spark
That’ s tread her and wed her and bed her and red her
zonder ooit knipogen de staart van een veer
en dat is hoe die kerel gaat om zijn geld en mark!overhemd, schrille slijm. Dat lied zong seaswans. De winging. Seahawk, meeuw, Wulp en Plevier, torenvalk en capercallzie. Alle vogels van de zee troffen ze rechtsbold uit toen ze de grote kus van Trustan met Usolde sloegen.
James Joyce, 1939
tijdlijn
- James Chadwick and E. S. Bieler concludeert dat een sterke kracht de kern bij elkaar houdt.
- Condon, Gamow, Gurney, Alfa-emissie is het gevolg van kwantumtunneling
- Hideki Yukawa combineert relativiteit en kwantumtheorie om nucleaire interacties te beschrijven door een uitwisseling van nieuwe deeltjes (mesonen genaamd “pions”) tussen protonen en neutronen. Uit de grootte van de kern concludeert Yukawa dat de massa van de veronderstelde deeltjes (mesonen) ongeveer 200 elektronenmassa ‘ s is. Dit is het begin van de meson theorie van nucleaire krachten. (1933-1934)
- Hideki Yukawa presenteert een theorie van sterke interacties en voorspelt mesonen
- Seth Neddermeyer, Carl Anderson, J. C. Street en E. C. Stevenson ontdekken muons door middel van metingen in de wolkkamer van kosmische stralen
- een deeltje van 200 elektronenmassa ‘ s wordt ontdekt in kosmische stralen. Terwijl natuurkundigen eerst dachten dat het Yukawa ‘ s pion was, werd later ontdekt dat het een muon was.Natuurkundigen realiseren zich dat het kosmische straaldeeltje waarvan wordt aangenomen dat het Yukawa ‘ s meson is, in plaats daarvan een muon is, het eerste deeltje van de tweede generatie materiedeeltjes. Deze ontdekking was volledig onverwacht — I. I. Rabi commentaar ” wie bestelde dat?”De term” lepton ” wordt geïntroduceerd om objecten te beschrijven die niet te sterk interageren (elektronen en muonen zijn beide leptonen).
- Cecil Powell, C. M. G. Lattes en G. P. S. Occhialini ontdekken het pi-meson door de sporen van kosmische stralen
- te bestuderen.Enrico Fermi en C. N. Yang suggereren dat een pion een samengestelde structuur is van een nucleon en een anti-nucleon. Dit idee van samengestelde deeltjes is vrij radicaal.
- ontdekking van K+ via zijn verval.
- het neutrale pion wordt ontdekt.
- twee nieuwe soorten deeltjes worden ontdekt in kosmische stralen. Ze worden ontdekt door te kijken naar een v-achtige sporen en reconstrueren van de elektrisch-neutrale object dat moet zijn vervallen om de twee geladen objecten die de sporen verlaten produceren. De deeltjes werden de lambda0 en de K0 genoemd.
- Martin Deutsch ontdekt positronium
- ontdekking van deeltje delta: er waren vier soortgelijke deeltjes (∆++, ∆+, ∆0, en∆ -.)
- het begin van een” deeltjesexplosie ” — een ware proliferatie van deeltjes.De verspreiding van elektronen van kernen toont een verdeling van de ladingsdichtheid in protonen en zelfs neutronen. Beschrijving van deze elektromagnetische structuur van protonen en neutronen suggereert een soort van interne structuur aan deze objecten, hoewel ze nog steeds worden beschouwd als fundamentele deeltjes.Het begrip vreemdheid wordt geïntroduceerd door Gell-Mann en Nishijima om te verklaren waarom sommige exotische deeltjes te langzaam leken te vervallen. (Ze vervallen via de zwakke interactie, beschreven in de volgende sectie van dit boek.)
- C. N. Yang en Robert Mills ontwikkelen een nieuwe klasse van theorieën genaamd ” gauge theories.”Hoewel niet gerealiseerd op het moment, dit type theorie vormt nu de basis van het standaardmodel.Murray Gell-Mann en Yuval Ne ‘ eman ontdekken de Eightfold Way patterns-su (3) groep. Jeffery Goldstone overweegt het breken van globale fasesymmetrie. Naarmate het aantal bekende deeltjes blijft toenemen, helpt een mathematisch classificatieschema om de deeltjes te organiseren (de groep SU(3)) natuurkundigen patronen van deeltjestypes te herkennen.
- de eerste drie quarks worden voorgesteld door Gell-Mann en Zweig (up, down en strange). Het begrip kleurlading wordt voorgesteld door Greenberg. Een fouth kwantumgetal genaamd “charme” werd voorgesteld door Bjorken en Glashow om tegenwicht te bieden aan de “vreemdheid” gedragen door de vreemde quark.
- Nambu en Han beschrijven de su (3) symmetrie voor quarks. Later werd het kleursymmetrie genoemd.Richard Taylor, Jerome Friedman en Henry Kendall gebruikten de lineaire elektronversneller van Stanford University om deze fuzzball te onderzoeken door elektronen op protonen te schieten. Sommige elektronen verstrooiden vrij sterk, wat onthulde dat het proton niet gewoon een uniform uitstrijkje van materie was. Later dat jaar suggereerde een theoretische analyse door James Bjorken dat deze verstrooiing het gevolg kon zijn van puntachtige bestanddelen binnen het proton.
- hoog-energetische inelastische E-p verstrooiing bij 6° en 10° & waargenomen gedrag van zeer inelastische elektron-Proton verstrooiing
- Sheldon Glashow, John Iliopoulos en Luciano Maiani stellen de charm quark
- voor Burton Richter en Samuel Ting ontdekken het psi meson dat het bestaan van de charm quark impliceert. Bewijs voor een vierde kwark is gevonden in November 1974. Twee experimenten (een bij BNL en een ander bij SLAC) kondigden tegelijkertijd de ontdekking aan van een meson met een massa van ongeveer 3.1 GeV/c2. Het J-meson (BNL) en ψ-meson (SLAC) werd later een combinatie van charm en anticharm quarks genoemd. Aangezien geen van beide groepen voorrang had op de ontdekking, wordt het meson nu j/ψ genoemd. Zoals veel deeltjes ontdekt in de 20e eeuw, kreeg het ook een grillige naam, charmonium.
- de namen boven en onder werden geïntroduceerd door Haim Harari om overeen te komen met de namen van de eerste generatie quarks (omhoog en omlaag).
- onverwachte ontdekking van de bodemkwark. De bodemkwark werd ontdekt in 1977 door het Fermilab e288 experiment team onder leiding van Leon M. Lederman, toen botsingen bottomonium produceerden.
- massa van de bovenste kwark definitief bepaald. De topkwark is zwaarder dan veel atomen en is zo onstabiel dat het niet lang genoeg leeft om samen met andere quarks een hadron te vormen.
18 quarks + 18 antiquarks
| van de eerste generatie | tweede generatie | derde generatie | ||
|---|---|---|---|---|
| up familie |
rood | rode charme | rode top | quarks |
| blue up | blauw charme | blue top | ||
| de groene tot | groene charme | groene top | ||
| omlaag familie |
rode pijl | rode vreemd | rood onderkant | |
| blauw omlaag | blauw vreemd | blauwe onderkant | ||
| groen naar | groene vreemd | groene onderkant | ||
| up familie |
antired antiup | antired anticharm | antired antitop | anti quarks |
| antiblue antiup | antiblue anticharm | antiblue antitop | ||
| antigreen antiup | antigreen anticharm | antigreen antitop | ||
| omlaag familie |
antired antidown | antired antistrange | antired antibottom | |
| antiblue antidown | antiblue antistrange | antiblue antibottom | ||
| antigreen antidown | antigreen antistrange | antigreen antibottom |
8 gluonen
| de gluonen | ||
|---|---|---|
|
rb + br √2
|
−ik (rb − br) √2
|
rr − bb √2
|
|
rg + gr √2
|
−ik (rg − gr) √2
|
|
|
bg + gb √2
|
−ik (bg − gb) √2
|
rr + bb − 2gg √6
|
Of moet het schriftelijke als deze?
| de gluonen | |
|---|---|
|
rb + br √2
|
−ik (rb − br) √2
|
|
rg + gr √2
|
−ik (rg − gr) √2
|
|
bg + gb √2
|
−ik (bg − gb) √2
|
|
rr − bb √2
|
rr + bb-2gg √6
|
Gell-Mann matrices. Quarks gaan per kolom. Antiquarks per rij. De kleurenvolgorde lijkt rood-blauw-groen te zijn in plaats van rood-groen-blauw om een of andere vreemde reden.