Klassifisering | Elementærpartikkel |
---|---|
Familie | Fermion |
Gruppe | Quark |
Generasjon | Sekund |
Interaksjon (er) | Sterk , elektromagnetisk , svak , gravitasjon |
Symbol | s |
Antipartikkel | Antiquark rart |
Masse |
95+9 −3 MeV / c 2 |
---|---|
Elektrisk ladning | -⅓ e |
Snurre rundt | ½ |
Prediksjon | Murray Gell-Mann og George Zweig (uavhengig av hverandre), 1964 |
---|---|
Oppdagelse | 1968 |
Oppdageren | Stanford Linear Accelerator Center |
Den merkelige kvarken (ofte kalt den merkelige kvarken ved å låne engelsk terminologi, og også kalt s kvarken ) er en kvark , en elementær partikkel av standardmodellen for partikkelfysikk .
Den UIPPA definerer symbol s som sitt offisielle navn, utpeking merkelig som en betegnelse for mnemonic interesse.
Sammen med sjarm kvark , er det en av de andre generasjon kvarker . Som alle negativt ladede kvarker , er den elektriske ladningen −1/3 e (den for elektropositive kvarker er +2/3 e ). Dens masse i resten av 95+9
−3 MeV / c 2 gjør den til den tredje letteste kvarken etter d ( ned ) og u ( opp ) kvark . Som alle kvarker er dens spinn 1/2, noe som er nok til å kvalifisere det som en fermion, men ikke et lepton, siden det som kvark er underlagt fire grunnleggende interaksjoner , inkludert den sterke interaksjonen . Dens antipartikkel er antikvark rart (noen ganger kalt antistrange ), bemerket .
Den merkelige kvarken har også en egen egenskap som kalles merkelighet, hvis verdi er S = -1 (og S = 1 for antikvarken), som i tilfelle av sammensatte partikler uttrykkelig bestemmer deres stabilitet. På grunn av dens enestående egenskaper, bestemmer den som en merkelig partikkel hvilken som helst hadron (partikkel sammensatt av kvarker) som vil inneholde minst en merkelig kvark (eller antikvark) av valens, og mer spesifikt som en hyperon hvilken som helst baryon av ikke-merkelig.
I de tidlige dager av partikkel fysikk (første halvdel av det XX th -tallet), hadroner så som proton , er nøytron og bønder ble vurdert elementærpartikler. Imidlertid ble nye hadroner oppdaget; om det var veldig lite kjent på 1930- og 1940-tallet, særlig på grunn av tidens tekniske begrensninger (forskere brukte skykamre ), var dette ikke lenger tilfelle på 1950-tallet. Men hvis de fleste av disse partiklene forfaller av de sterke interaksjon hadde en levetid i størrelsesorden 10 −23 sekunder, noen, som forfallet av den svake interaksjonen , nådde en levetid av størrelsesorden 10 −10 sekunder. En så lang levetid syntes å være i strid med spådommer på den tiden, gitt massen av de aktuelle partiklene. Det er ved å studere disse forfallene Murray Gell-Mann (fra1953) og Kazuhiko Nishijima (i1955) utviklet begrepet merkelighet (som Nishijima kalte eta-charge , etter meson eta (η)) som kvalifiserte eiendommen som var ansvarlig for den "merkelig" lange levetiden til disse partiklene. De Gell-Mann - Nishijima formel resultatene fra dette arbeidet for å forstå disse merkelige henfall.
Forholdet mellom hver partikkel og de fysiske prinsippene som den underlige egenskapen var basert på var imidlertid fortsatt uklart. I 1961 Gell-Mann og Yuval Ne'eman (uavhengig av hverandre) foreslått en fremgangsmåte for å klassifisere hadroner kalt åttedelt banen , eller i flere tekniske betegnelser, SU smak symmetri (3) . Hadronene ble dermed klassifisert av multipletter av isospiner . Prinsippene for isospin og fremmedhet, fremdeles abstrakt da, ble egentlig ikke forklart før i 1964, da Gell-Mann og George Zweig (uavhengig av hverandre) foreslo kvarkmodellen, den gang utgjorde bare opp , ned og rare kvarker . De opp og ned kvarkene som ble båret isospin, mens den merkelige kvarken hadde eiendommen til merkelighet. Men mens kvarkmodellen forklarte den åttedoble banen, var det ingen eksperimentelle bevis for eksistensen av kvarker til 1968 på Stanford Linear Accelerator Center, hvor dypt uelastiske spredningseksperimenter demonstrerte eksistensen av underkonstruksjoner i protoner. Kvarkmodellen, som foreslo tre valensunderstrukturer for en proton (som perfekt forklarte dataene for eksperimentet), ble bekreftet.
For å kvalifisere disse tre underkonstruksjonene møtte begrepet kvarker først en del motvilje, idet partonmodellen som ble foreslått av Richard Feynman var mye mer populær, men over tid tok kvarkmodellen til slutt sin plass (se novemberrevolusjonen ).
Kvarken rare (engelsk som betyr merkelig ) ble så kalt da Gell-Mann Murray George Zweig utviklet kvarkmodellen i 1964; den første merkelige partikkelen (partikkel med en merkelig valenskvark ) ble imidlertid oppdaget i 1947 med påvisning av kaon .
Oppdagelsen av kaonen gikk dermed foran introduksjonen av begrepet fremmedhet, som i seg selv gikk foran navnet på merkelig for denne kvarken hvis symbol er det offisielle navnet.
Blant hadronene som inneholder en eller flere merkelige valenskvarker , kan vi sitere: