Полезное знание под угрозой удаления из Википедии или другого сайта?
Сохраните его на Викизнании или Вавилон-wiki!

Кварк

→ 
Материал из Викизнание
Перейти к: навигация, поиск

« Кварк» имеет и другие значения...(?)


Протон как структура из двух u-кварков и одного d-кварка

Ква́рк — частица в рамках квантовой хромодинамики, рассматриваемая ею как составная часть адронов. В квантовой хромодинамике вводятся 6 разных видов кварков, для различия которых вводится такое понятие как «аромат». Для краткости кваркам присвоены следующие имена: u-кварк, d-кварк, c-кварк, s-кварк, t-кварк, b-кварк. [1]

Адроны подразделяются на барионы и мезоны, при этом полагают, что барионы как частицы с полуцелым спином состоят из трёх кварков, а мезоны включают в себя по кварку и антикварку и имеют целый спин. Среди барионов наиболее хорошо изучены протон и нейтрон, входящие в состав атомных ядер. Гипотеза кварков позволила получить часть спектра элементарных частиц и объяснить многие свойства симметрии (например, мультиплеты частиц), наблюдаемые у адронов. [2]

Особенностью гипотетических кварков является то, что они не наблюдаются в свободном состоянии. В рамках квантовой хромодинамики, это означает, что хотя они могут быть внутри адронов, но при распаде частиц кварки каким-то образом комбинируются так, что в результате в продуктах распада видны не кварки, а только какие-то элементарные частицы. Данную ситуацию описывают как конфайнмент, то есть удержание кварков внутри адронов. [3] [4] Вследствие ненаблюдаемости кварков все их свойства определяются путём расчётов косвенным путём через свойства адронов.

U-кварку и d-кварку присваиваются наименьшие массы среди кварков. При распадах адронов, протекающих очень быстро, входящие в состав некоторых адронов более массивные кварки должны преобразовываться в конце концов в u-кварки и d-кварки. В семействе адронов только нуклоны, состоящие из u-кварков и d-кварков, имеют наибольшее время жизни, так что маломассивные кварки должны быть (в рамках Стандартной модели) наиболее стабильны и распространены во вселенной. Для рождения новых адронов и массивных кварков требуются столкновения частиц с большой энергией, как это происходит в ускорителях частиц и при взаимодействии космических лучей с веществом.

В предположении калибровочного описания сильного взаимодействия квантовой хромодинамики постулируется, что кварки обладают особой внутренней характеристикой, называемой «цвет». При этом у кварков предполагается наличие трёх цветов, что увеличивает количество разновидностей кварков. Каждому кварку q соответствует свой антикварк {\bar  {q}} с противоположными квантовыми числами, включая антицвет. При образовании из кварков (антикварков) адронов комбинация цветных кварков должна дать бесцветный адрон (как в оптике при сложении дополнительных цветов можно получить белый свет). По аналогии с лептонами, которые Стандартной моделью разбиваются на три поколения, кварки также располагают в три поколения, по два кварка в каждом.

Кваркам в квантовой хромодинамике приписывается электрический заряд, кратный e/3 (где eэлементарный заряд), и спин ½ в единицах постоянной Дирака ħ. В каждом поколении один кварк обладает зарядом +2/3, а другой — (−1/3). - Но в природе такая величина электрического заряда не наблюдается. Исходя из значения спина, кварки являются фермионами. Массы кварков точно не определены, поскольку зависят от условий, в которых их вычисляют. В отличие от элементарных частиц, кварки имеют дробный электрический заряд, и участвуют во всех фундаментальных взаимодействиях в рамках стандартной модели: электромагнитное, слабое, сильное и гравитационное взаимодействия.


Подлинными, неоспоримыми доказательствами существования в природе кварков - физика НЕ ОБЛАДАЕТ. Косвенные свидетельства, которые сторонниками Стандартной модели интерпретируются, как следы кварков, допускают и альтернативное толкование. В физике 21 века - Новой физике имеются теории не допускающие существование кварков в природе. Более того, теория гравитации элементарных частиц подтвердила, что: "Элементарные частицы, из которых состоит вещество Вселенной - являются формой электромагнитной полевой материи".

История[править]

М. Гелл-Манн на конференции в 2007 г. Гелл-Манн и Георг Цвейг предложили кварковую модель в 1964 г.

Кварковая модель адронов была впервые выдвинута М. Гелл-Манном и, [5] независимо от него, Дж. Цвейгом [6] [7] в 1964 году. [8]

Ранее, в 1960 г., Гелл-Манн сформулировал систему классификации частиц, известную как восьмеричный путь, и основанную на SU(3) симметрии. [9] Неэман (Yuval Ne'eman) также в 1962 г. развил аналогичную систему. [10] [11]

Указанные системы оказались необходимым звеном, приведшим к модели кварков. Сама же идея о том, что адроны вероятно являются составными частицами, возникла в 1949 г., когда Ферми и Янг предположили, что пион составлен из нуклона и антинуклона. [12] Такой пион был необходим для объяснения сильного взаимодействия нуклонов. Затем последовала модель Гольдхабера, где фундаментальными частицами кроме протона и нейтрона считались ещё K-мезоны, и из этих трёх частиц получались остальные. [13] В модели Маркова фундаментальными частицами были восемь барионов, а мезоны строились из барионов и антибарионов. [14] Ситуацию значительно упростила модель Сакаты, в которой все адроны строились из трёх барионов – нейтрона, протона и Λ-частицы. [15] При этом должны были выполняться законы сохранения электрического заряда и квантовых чисел (например, изоспина). Отсюда последовала унитарная симметрия состояний частиц в виде U(3) симметрии, [16] а затем и восьмеричный путь Гелл-Манна и Нееемана. [17]

Согласно Гелл-Манну и Цвейгу, каждый из множества адронов должен состоять из определённой комбинации кварков и антикварков. Вначале речь шла только о трёх кварках, типа u, d, s, с присущими им спином и зарядами. [5] [6]

В это время научное сообщество занимал вопрос о том, являются ли кварки реальными частицами или просто удобной описательной абстракцией. [18] Конкурентами кваркам были ещё ряд моделей, например трёхцветная модель с тремя ароматами Хана – Намбу, [19] содержащая 9 фундаментальных частиц типа кварков с целыми зарядами, и вводящая новые степени свободы – цвет.

Менее чем через год после появления кварковой модели, Глэшоу и Бьоркен предсказали четвёртый кварковый аромат как новую степень свободы, названный ими очарование. Это позволило им лучше описывать слабое взаимодействие при распадах кварков, уравнять количество кварков с числом известных в то время лептонов, и применять уточнённую массовую формулу для оценки масс мезонов. [20]

В 1968 г. эксперименты с глубоко неупругим рассеянием частиц на Стэнфордском линейном ускорителе (SLAC) показали, что протон состоит из каких-то точечноподобных объектов и потому не является элементарной (неразложимой на части) частицей. [21] [22] [23] Данные объекты были названы Фейнманом партонами, [24] [25] [26] в роли которых в конце концов были предложены кварки. [27] Под партонами понимают обычно кварки, антикварки и глюоны, а в теории бесконечной вложенности материи – любые объекты, находящиеся на один масштабный уровень (по массам и размерам) ниже, чем элементарные частицы.

Введение в теорию s-кварка позволило объяснить свойства каонов (K) и пионов (π), открытых в 1947 г. в космических лучах, [28] а также других частиц, обнаруженных в экспериментах на ускорителях.

В 1970 г. Глэшоу и Майани представили дополнительные доказательства для существования c-кварка. [26] [29] Число предполагаемых кварков выросло до шести к 1973 г. В это время Кобаяcи и Маскава определили, что экспериментальное обнаружение нарушения CP-инвариантности могло бы быть объяснено, если ввести ещё два кварка, которые впоследствии назвали истинным и прелестным. [30] Нарушение CP-инвариантности есть явление, в котором слабые взаимодействия приводят к разным результатам в случае, если от одной системы частиц перейти к другой, произведя зеркальное отображение и заменив частицы на античастицы (зарядовое сопряжение).

Частицы, содержащие очарованные кварки, были открыты в 1974 г. почти одновременно на протонном синхротроне в Брукхевене и на ускорителе SLAC в Стэнфорде. Вследствие этого открытые частицы, бывшие мезонами, получили разные обозначения J и ψ, и стали называться J/ψ мезонами. В 1977 г. в Национальном центре ядерных исследований им. Ферми (США) был обнаружен прелестный кварк, [31] а в 1995 г. в столкновениях протонов и антипротонов – истинный кварк. [32] Масса последнего кварка оказалась намного больше той, что ожидалась, [33] достигая почти массы атома золота. [34]

Этимология[править]

Происхождение слова кварк связано с Гелл-Манном, который взял это слово как напоминающее звук, издаваемый утками. [35] Пытаясь подыскать подходящее слово, Гелл-Манн нашёл его в романе Дж. Джойса «Поминки по Финнегану», где в одном из эпизодов звучит фраза «Three quarks for Muster Mark!» (обычно переводится как «Три кварка для мюстера Марка!»). [36]

Дж. Цвейг называл свои фундаментальные частицы тузами, но данное название не прижилось и забылось — возможно, потому, что тузов четыре, а кварков в первоначальной модели было три. [37]

Названия верхний (u-кварк) и нижний (d-кварк) кварки связаны с тем, что они образуют две компоненты изоспинового дублета, одна из которых направлена вверх, а другая вниз в изоспиновом пространстве. [38] Странный кварк (s-кварк) входит в состав странных частиц, особенностью которых является необычно большая длительность жизни. [39] В отношении очарованного кварка Глэшоу сказал следующее: "Мы назвали нашу частицу 'очарованный кварк', так как были пленены симметрией мира фундаментальных частиц". [40]

Названия t-кварк и b-кварк произошли от английских слов top (верх, вершина) и bottom (низ), соответствуя по смыслу u-кварку и d-кварку, у которых up означает вверх, down – вниз. [39] Кроме этого, названия t-кварк и b-кварк ассоциируются с английскими словами "truth" (истинный) и "beauty" (прелестный, красивый) соответственно. [41]

Классификация[править]

Фундаментальные частицы в стандартной модели, включая фермионы как частицы материи, и бозоны, рассматриваемые как переносчики взаимодействий. Шесть кварков выделены фиолетовым цветом. Три столбца таблицы соответствуют трём поколениям фермионов.

Стандартная модель задумывалась таким образом, чтобы с помощью небольшого числа фундаментальных частиц (шести кварков, шести лептонов и четырёх бозонов) можно было описать все известные элементарные частицы, их распады и взаимодействия друг с другом. В теории предполагается также бозон Хиггса, на роль которого претендует самая тяжёлая открытая частица с массой 125 ГэВ/c2. [42] В зависимости от своего аромата, кварк может быть: верхний (u), нижний (d), очарованный (c), странный (s), истинный (t) и прелестный (b). [1]

Античастица для кварка называется антикварк, она обозначается чертой над символом соответствующего кварка, например {\bar  {u}} есть верхний антикварк. Как антиматерия, антикварки имеют те же самые массу, среднее время жизни и спин, что и соответствующие кварки, но электрический заряд и другие квантовые числа имеют противоположный знак. [43]

Поскольку кваркам приписывается спин ½ , они считаются фермионами исходя из связи между спином и статистикой. В таком случае из принципа неопределённости Гейзенберга следует, что два взаимодействующие кварка не могут иметь одновременно одно и то же квантовое состояние. В противоположность этому любое количество бозонов, характеризующихся целым спином, может иметь одно и то же квантовое состояние. [44]

В стандартной модели лептоны не взаимодействуют посредством сильного взаимодействия, тогда как кварки обладают цветовым зарядом и могут взаимодействовать таким образом (см. раздел " Сильное взаимодействие и цветовой заряд"). За счёт сильного взаимодействия кварков предполагается образование из них составных частиц – адронов.

Кварки, определяющие квантовые числа адронов, называются валентные кварки. Считается, что кроме валентных кварков адрон может содержать неопределённое количество виртуальных кварков, антикварков и глюонов, не изменяющих квантовое состояние адрона. [45]

Адроны подразделяются на два семейства: барионы состоят из трёх кварков, а мезоны из кварка и антикварка. [46] Протон и нейтрон являются самыми распространёнными барионами, из которых состоит атомное ядро. [47] Известно множество адронов и обнаружено ещё больше их резонансных состояний, отличающихся кварковым составом и кантовыми числами кварков. Некоторые состояния частиц не укладываются в стандартную схему, их квантовые числа не сочетаются с идеей обычного кваркового состава, поэтому такие частицы получили название экзотичные адроны. Предполагается например, что существуют тетракварки, содержащие комбинацию из двух кварков и двух антикварков, и пентакварки из четырёх кварков и антикварка. [48] Несколько исследовательских групп, начиная с 2000 гг., объявили о существовании экзотичных адронов, обнаруженных ими в экспериментах, и интерпретируемых как тетракварки и пентакварки. Из-за противоречий со стандартной теорией статус этих частиц до сих пор не утверждён. [49] [50] [51]

Фундаментальные фермионы группируют обычно в три поколения, в каждом из которых содержатся два лептона и два кварка. В первое поколение входят u-кварк и d-кварк, во второе c-кварк и s-кварк, в третье t-кварк и b-кварк. Попытки найти другие фундаментальные фермионы или поколения частиц результата не дали, [52] при этом имеются непрямые доказательства отсутствия новых поколений. Учитывая резонансную ширину уровней энергии W и Z-бозонов, у четвёртого поколения нейтрино должны быть массы более 45 ГэВ/с². Это намного больше, чем у других нейтрино, массы которых менее 2 ГэВ/с² . [53]

Частицы второго и третьего поколений более массивны и нестабильны, что приводит их к распаду и превращению в частицы первого поколения посредством слабого взаимодействия. U-кварк и d-кварк, как составные части нуклонов, оказываются самыми распространёнными в природе. Массивные кварки возникают лишь на короткое время при столкновениях частиц высоких энергий, например, космических лучей, а также в ускорителях частиц. [54]

Кварки имеют электрический заряд, аромат, цветной заряд, спин и массу и являются в стандартной теории единственными частицами, участвующими во всех известных взаимодействиях. [47] При этом обычная гравитация ввиду её малой величины по сравнению с другими силами в теории частиц практически не рассматривается.

Смотри раздел с таблицей свойств шести кварковых ароматов.

Свойства[править]

Электрический заряд[править]

Кварки имеют дробную величину электрического заряда, либо – ⅓, либо + ⅔ от значения элементарного заряда, в зависимости от своего аромата. U-кварк, c-кварк и t-кварк, относящиеся к верхним кваркам, имеют электрический заряд + ⅔ . D-кварк, s-кварк и b-кварк, относящиеся к нижним кваркам, имеют электрический заряд – ⅓. Заряды антикварков противоположны зарядам соответствующих кварков. Поскольку заряды элементарных частиц целые и должны равняться сумме зарядов кварков, это накладывает ограничение на комбинации составляющих частицы кварков. [55] Например, нейтрон состоит из двух d-кварков и одного u-кварка, а протон с электрическим зарядом 1 (в единицах элементарного заряда) состоит из двух u-кварков и одного d-кварка. [47]

Спин[править]

Большинство элементарных частиц обладают спином, причём направление спина является одной из степеней свободы. Спин частицы как правило связан с её вращением вокруг собственной оси, тогда как для составных объектов наподобие атомного ядра вклад в полный момент импульса делают и спиновые и орбитальные моменты импульса нуклонов. В субстанциональной модели электрон в атоме рассматривается как облако и приобретает свой спин при вращении центра облака относительно ядра. Что касается кварков, то они зачастую считаются точечными частицами. [56]

Спин определяется как вектор, длина которого кратна h/(2π), где h есть постоянная Планка. Для величины h/(2π) также существует своё собственное название ħ ("h с чертой"), называемое постоянной Дирака. Принятое для кварков значение спина таково, что его проекция на выделенную ось равна +ħ/2 либо −ħ/2; поэтому кварки рассматриваются как фермионы, то есть частицы с полуцелым спином. [41]

Обычно систему координат выбирают таким образом, чтобы ось z была направлена вдоль выделенного направления (чаще всего такое направление задаётся внешним магнитным полем). Если у кварка проекция спина на ось z равна +ħ/2, то такой спин обозначается стрелкой вверх, если же проекция спина равна −ħ/2, то будет стрелка вниз. Например, u-кварк с положительной проекцией спина обозначается u↑. [57]

Слабое взаимодействие[править]

Основная статья: Слабое взаимодействие
Диаграмма Фейнмана, показывающая бета-распад нейтрона как системы из трёх кварков. D-кварк превращается в u-кварк и виртуальный W−бозон, последний даёт электрон и антинейтрино.

Превращение кварка одного аромата в другой аромат происходит только в результате слабого взаимодействия. Для этого требуется поглощение или излучение W-бозона, так что верхние кварки (u, c, t) могут перейти в нижние кварки (d, s, b) и наоборот. На рисунке показан процесс радиоактивного бета-распада нейтрона на протон p, электрон e и электронное антинейтрино {\bar  {\nu _{e}}} в модели кварков. Два кварка нейтрона переходят в протон без изменений, а один из d-кварков нейтрона превращается в u-кварк протона, а также в W−бозон. Электрон и антинейтрино возникают от распада W−бозона. [58]

Как бета-распад нейтрона, так и обратный процесс электронного захвата используются в медицинской практике (например в позитронно-эмиссионной томографии), а также в экспериментах по детектированию нейтрино.

Как правило, кварки преимущественно превращаются в другие кварки внутри своего поколения. CKM-матрица, названная по фамилиям авторов: Cabibbo, Kobayashi и Maskawa, пропорциональна вероятностям превращений кварков друг в друга. Приблизительные значения ячеек матрицы следующие: [59]

|V_ud| ≅ 0,974; |V_us| ≅ 0,226; |V_ub| ≅ 0,004; |V_cd| ≅ 0,226; |V_cs| ≅ 0,973; |V_cb| ≅ 0,041; |V_td| ≅ 0,009; |V_ts| ≅ 0,041; |V_tb| ≅ 0,999.

где Vij есть число, пропорциональное вероятности превращения кварка с ароматом i в кварк с ароматом j (или наоборот). Вероятности распада одного кварка в другой зависят от ряда переменных – от массы кварков, массы продуктов распада, и значений CKM-матрицы.

Существует также аналогичная матрица для слабого взаимодействия лептонов, называемая PMNS-матрица (по фамилиям авторов: Pontecorvo, Maki, Nakagawa, Sakata). [60] Обе матрицы описывают все превращения ароматов кварков и соответственно лептонов, но связь между ними не ясна. [61]

Сильное взаимодействие и цветовой заряд[править]

Суммарный цветовой заряд всех кварков любого адрона равен нулю.

Кварки имеют свойство, называемое цветовой заряд. Существуют три вида цветового заряда, условно обозначаемые как синий, зелёный и красный. Цветовой заряд никак не связан со спектром видимого света и цветом, различаемым человеческим глазом. Каждый цвет имеет дополнение в виде своего антицвета —антисиний, антизелёный и соответственно антикрасный. В отличие от кварков, антикварки обладают не цветом, а антицветом, то есть противоположным цветовым зарядом. [62]

В квантовой хромодинамике сильное взаимодействие сводится к взаимодействию кварков посредством их электрических и цветовых зарядов и глюонов как переносчиков взаимодействия. Сильные взаимодействия (обмен глюоном) могут изменять цвет кварка, но не меняют его аромат. Слабые взаимодействия, наоборот, не меняют цвет, но могут менять аромат. При соединении двух кварков (антикварков) в мезон или трёх кварков (антикварков) в барион цвета кварков и антицвета антикварков всегда таковы, что суммарный цветовой заряд частицы равен нулю. [63]

В современной физике для описания взаимодействия элементарных частиц широко используется калибровочная симметрия, являющаяся одним из видов групп симметрии. Аналогично этому, в квантовой хромодинамике калибровочной симметрией является цветная SU(3)c-симметрия. [64]

С точки зрения симметрии, соотношения не меняются, если произвести сдвиги или вращения системы отсчёта в пространстве. Аналогично принимается, что явления в хромодинамике не изменятся при вращении в трёхмерном цветовом пространстве. Данные вращения соотносятся со сменой цвета и с преобразованиями кварков. Каждый кварк аромата f в зависимости от цвета обозначается fB, fG или fR . [65] Получается цветной триплет, рассматриваемый как трёхкомпонентное квантовое поле, трансформирующееся как фундаментальное представление SU(3)c . [66] Требование локальности в пространстве и времени преобразований SU(3)c определяет свойства взаимодействия, включая существование восьми типов глюонов как переносчиков взаимодействия. [64] [67]

Масса[править]

У кварков имеется два основных типа масс, несовпадающих по величине: масса токового кварка, оцениваемая в процессах со значительной передачей квадрата 4-импульса, и структурная масса (блоковая, конституэнтная масса); последняя включает в себя ещё массу глюонного поля вокруг кварка и оценивается из массы адронов и их кваркового состава. [68] Основная масса адрона происходит от массы-энергии глюонного поля, а не от массы кварков, при этом глюоны как и фотоны имеют нулевую массу покоя. Например, масса-энергия протона равна 938 МэВ, на три валентных кварка приходится порядка 11 МэВ, остальное связано с глюонным полем. [69] [70]

В стандартной модели элементарные частицы приобретают их массу за счёт механизма Хиггса, связанного с гипотетическим бозоном Хиггса. Предполагается, что исследования на ускорителях с большими энергиями помогут понять больше о причине масс кварков и других частиц. [71]

Таблица свойств[править]

Основная статья: Аромат (физика)

В следующей таблице представлены основные свойства шести кварков. Каждый аромат (вид) кварка характеризуется такими квантовыми числами, как изоспин Iz, странность S, очарование C, прелесть (боттомность, красота) B′, истинность (топность) T. Барионное число B равно ⅓ для всех кварков, поскольку барионы состоят из трёх кварков. У антикварков электрический заряд Q и квантовые числа B, Iz, C, S, T и B′ имеют противоположный знак по сравнению с кварками, а масса и момент импульса J те же самые. Указаны приблизительные токовые массы-энергии кварков в энергетических единицах (для получения значения масс кварков в килограммах, энергии следует перевести из МэВ в Дж и разделить на квадрат скорости света).

Свойства кварковых ароматов [69]
Название Символ Масса-энергия, МэВ * J B Q Iz C S T B′
Первое поколение
Верхний u 1,5 – 3,3 ½ +⅓ +⅔ 0 0 0 0
Нижний d 3,5 – 6,0 ½ +⅓ −⅓ −½ 0 0 0 0
Второе поколение
Очарованный c 1270 (+70-110) ½ +⅓ +⅔ 0 +1 0 0 0
Странный s 104 (+26-34) ½ +⅓ −⅓ 0 0 −1 0 0
Третье поколение
Истинный t 171200 (±2100) ½ +⅓ +⅔ 0 0 0 +1 0
Прелестный b 4200 (+170-70) ½ +⅓ −⅓ 0 0 0 0 −1
J = полный момент импульса, B = барионное число, Q = электрический заряд, Iz = изоспин, C = очарование, S = странность, T = истинность (топность, истинность, вершинность), B′ = прелесть (боттомность, прелесть, красота).
* В обозначении энергии кварка вида 4200 (+170-70) в скобке указаны погрешности измерения.

Взаимодействие кварков[править]

Основная статья: Конфайнмент

В квантовой хромодинамике сильное взаимодействие между кварками осуществляется с помощью глюонов, представляющих собой безмассовые векторные калибровочные бозоны. Каждый глюон переносит один цветной заряд и один антицветной заряд. Предполагается, что взаимодействие между кварками происходит непрерывно, в ходе обмена виртуальными глюонами, с их поглощением и излучением. Например, красный кварк может излучить красно-антизелёный глюон и стать зелёным. Данный глюон либо поглощается кварком обратно, переводя его снова в красный цвет, либо поглощается другим зелёным кварком, становящимся красным. В последнем случае у обоих кварков изменяются цвета, указывая на их взаимодействие. [72] [73] [74]

Поскольку глюоны переносят цветовой заряд, они сами получают возможность излучать и поглощать другие глюоны. Это приводит к асимптотической свободе: когда кварки сближаются, сила связи между ними уменьшается. [75] С другой стороны, при увеличении расстояния между кварками сила связи цветного поля должна расти подобно растянутой пружине, сопровождаясь увеличением количества соответствующих глюонов. Такое явление называют пленение цвета; оно было предложено для объяснения отсутствия свободных и отдельных друг от друга кварков. [73] [76]

При достижении некоторой предельной энергии связи возникают пары кварков и антикварков, рождающие в свою очередь новые адроны. Такой процесс адронизации кварков имеет место в процессах рассеяния частиц высокой энергии. Исключением является t-кварк, который может распасться до начала адронизации. [77]

Море кварков[править]

Кроме валентных кварков qv, несущих квантовые числа, адроны могут содержать виртуальные кварк-антикварковые пары, известные как море кварков qs. При аннигиляции морского кварка и антикварка возникает глюон, и наоборот, глюон может расщепиться на кварк и антикварк. Считается, что подобные процессы в море кварков происходят непрерывно. [78] Морские кварки должны аннигилировать внутри адронов, но при определённых условиях они могли бы превратиться в барионы или мезоны в процессе адронизации. [79]

Предполагается, что виртуальные кварк-антикварковые пары находятся в виде "облака" или "экрана" вокруг валентных кварков внутри адрона. Такое облако дополняется слоем виртуальных глюонов, переносящих цветовой заряд между валентными кварками. Виртуальные кварк-антикварковые пары в облаке ориентируются так, чтобы своим антицветом компенсировать цвета валентных кварков. Это приводит к эффекту "ослабления" цветового заряда валентных кварков. Виртуальные глюоны при переносе цветового заряда дают эффект, уменьшающий влияние кварк-антикварковых пар. Возникает некоторое равновесное состояние, наблюдаемое как свойства валентных кварков в адронах. [80] [81]

Другие фазы кварковой материи[править]

Вид фазовой диаграммы кварковой материи. Расположение отдельных областей на диаграмме является предметом будущих исследований. [82] [83] Кварк-глюонная плазма возникает при очень высоких температурах; адронная фаза существует при меньших температурах и барионных плотностях; в нуклонах температура ещё меньше при средней плотности вещества; цветная сверхпроводимость должна проявиться при сравнительно небольших температурах, но высоких плотностях.

Предполагается, что при высоких температурах и в условиях асимптотической свободы кварки могут стать свободными и вместе с глюонами перейти в состояние кварк-глюонной плазмы. [84] Существуют оценки требуемой для этого температуры: (1,90±0,02) ∙1012 К. [85]

Хотя состояние свободных кварков и глюонов так и не было достигнуто в экспериментах, [86] недавние исследования на релятивистском коллайдере тяжёлых ионов RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории в Нью-Йорке дали свидетельство появления почти жидкой кварковой материи, демонстрирующей "почти идеальное" течение жидкости. [87]

Кварк-глюонная плазма должна характеризоваться большим содержанием массивных кварк-антикварковых пар по сравнению с числом пар u или d-кварков. В теории Большого взрыва предполагается наличие кварк-глюонной плазмы в первые 10−6 секунды с начала взрыва, когда температура была достаточно высока. [88]

При достаточно высокой плотности барионов и относительно невысокой температуре, что сравнимо с условиями в нейтронных звёздах, не исключается кварковая материя в виде Ферми-жидкости слабо взаимодействующих кварков. В такой жидкости могла бы происходить конденсация куперовских пар цветных кварков, сопровождаемая нарушением локальной SU(3)c симметрии и возникновением цветной сверхпроводимости. Это означало бы безостановочное движение в такой кварковой материи потоков цветных куперовских пар. [89]

Реальность кварков[править]

Из-за непривычного свойства сильного взаимодействияконфайнмента — часто неспециалистами задаётся вопрос: а откуда мы уверены, что кварки существуют, если их никто никогда не увидит в свободном виде? Может, они — лишь математическая абстракция, и протон вовсе не состоит из них?

Причины того, что кварки считаются реально существующими объектами, таковы:

  • Во-первых, в 1960-е|1960-х годах стало ясно, что все многочисленные адроны подчиняются более-менее простой классификации: они объединяются в мультиплеты и супермультиплеты. Иными словами, при описании всех этих мультиплетов требуется очень небольшое число свободных параметров. То есть, все адроны обладают небольшим числом степеней свободы: все барионы с одинаковым спином обладают тремя степенями свободы, а все мезоны — двумя. Первоначально гипотеза кварков как раз и заключалась в этом наблюдении, и слово «кварк», по сути, было краткой формой фразы «субадронная степень свободы».
  • Далее, при учете спина оказалось, что каждой такой степени свободы можно приписать спин ½ и, кроме того, каждой паре кварков можно приписать орбитальный момент — словно они и есть частицы, которые могут вращаться друг относительно друга. Из этого предположения возникло объяснение всему разнообразию спинов и магнитных моментов адронов.
  • С открытием новых частиц выяснилось, что никаких модификаций теории не требуется: каждый новый адрон удачно вписывался в кварковую конструкцию без особых перестроек (если не считать добавления новых кварков).
  • Как проверить, что заряд у кварков действительно дробный? Кварковая модель предсказывала, что при аннигиляции высокоэнергетических электрона и позитрона будут рождаться не сами адроны, а сначала пары кварк-антикварк, которые потом уже превращаются в адроны. Результаты расчёта течения такого процесса, а также глубоко неупругого рассеяния электронов на протонах зависят от того, каков заряд рождённых кварков. Данные экспериментов согласуются со стандартной теорией. [17]
  • С наступлением эры ускорителей высокой энергии стало возможным изучать распределение импульса внутри, например, протона. Выяснилось, что импульс в протоне не распределён равномерно по нему, а частями сосредоточен в отдельных степенях свободы. Эти степени свободы назвали партонами (от англ. part — часть). Более того, оказалось, что партоны, в первом приближении, обладают спином ½ и теми же зарядами, что и кварки. С ростом энергии оказалось, что количество партонов растёт, но такой результат и ожидался в кварковой модели при сверхвысоких энергиях. [90]
  • С повышением энергии ускорителей стало возможным также попытаться выбить отдельный кварк из адрона в высокоэнергетическом столкновении. Кварковая теория предсказывала, как должны были выглядеть результаты таких столкновений — в виде струй. Такие струи действительно наблюдались в эксперименте.
  • При высокоэнергетических двухчастичных столкновениях адронов дифференциальные сечения рассеяния на фиксированный угол зависят степенным образом от квадрата энергии столкновений и квадрата переданного импульса. Если считать, что имеются кварки и они передают друг другу импульс, то показатель степени в дифференциальном сечении будет зависеть от числа кварков. Из сравнения с экспериментом для рассеяния протонов получается возможное количество кварков, не превышающее 3. [91]

В целом можно сказать, что гипотеза кварков и всё, что из неё вытекает (в частности, квантовая хромодинамика), является не только попыткой применения волновой механики для так называемых фундаментальных частиц, способом описания многочисленных экспериментов, но и простейшей гипотезой относительно строения адронов.

Тем не менее, реальность существования кварков продолжает оставаться гипотетической. Они могут оказаться всего лишь красивой математической гипотезой, а для реального существования в природе они должны наблюдаться и в свободном виде. Ведь кварками могут казаться отдельные полупериоды переменного электромагнитного поля элементарных частиц в полевой теории (их число в точности равно числу предполагаемых кварков в адронах). - В этом случае понятно, почему кварки не наблюдаются в природе в свободном виде. Ведь в опытах по рассеянию наблюдаются не кварки - а стоячие электромагнитные волны. Владимир Горунович

Нерешённые вопросы[править]

В отношении кварков остаются вопросы, на которые не найден удовлетворительный ответ:

  • почему есть только три цвета, так что они позволяют трём кваркам одного аромата образовать барион без нарушения принципа Паули?
  • почему имеется ровно три поколения кварков, так же как и число поколений лептонов?
  • случайно ли совпадение числа цветов и числа поколений?
  • случайно ли совпадение этого числа с размерностью пространства в нашем мире?
  • что скрывается за квантовыми числами, присущими кваркам?
  • с чем связан столь большой разброс в массах кварков?
  • что приводит к различию влияния кварков на свойства адронов, кроме массы кварков?
  • из чего состоят кварки?
  • каковы размеры кварков?
  • если кварки образовались в начале Большого взрыва, то почему не наблюдается антивещество из антикварков?
  • существует ли эволюционный механизм рождения кварков и состоящих из них адронов, не связанный ни с концепцией Большого взрыва, ни с возникновением из других элементарных частиц больших энергий при их столкновениях?
  • в чём причина ненаблюдаемости свободных кварков?
  • что заставляет распадаться массивные кварки на менее массивные и стабильные кварки? От чего зависит характерное время такого распада?
  • какова связь между глюонным полем, обеспечивающим сильное взаимодействие кварков, с электромагнитным и гравитационным полями кварков?
  • как лептоны, предположительно не участвующие в сильном взаимодействии, могут порождать при своих столкновениях кварки – объекты сильного взаимодействия?
  • какой смысл имеют экзотичные адроны, не укладывающиеся в стандартную кварковую схему из-за неоднозначности разбиения на кварки?
  • почему преобладают мезоны из двух кварков и барионы из трёх кварков, а не адроны из произвольного количества кварков?
  • что мешает виртуальным кваркам из моря кварков соединяться, наподобие валентных кварков, и образовывать новые адроны, создавая тем самым мезоны, нуклоны и вещество?
  • существует ли связь между симметрией кварков, приводящей к объединению адронов в мультиплеты и супермультиплеты, и семействами Редже, построенных исходя из зависимости между спинами и квадратом массы адронов?

Альтернативные модели[править]

Несмотря на то, что кварки, лептоны и кванты полей – векторные бозоны типа фотона, глюона, W- и Z-бозоны, считаются фундаментальными частицами, имеется ряд доводов в пользу того, что и эти частицы сами состоят из чего-то более простого, либо за ними скрывается нечто другое. Например, распад массивных кварков с образованием более лёгких кварков означает наличие в первых неустойчивости составляющего их вещества, а различие масс кварков может быть связано с разным количеством вещества. Одинаковость электрического заряда у трёх верхних кварков и аналогичное равенство зарядов у нижних кварков, один и тот же спин кварков при разных массах наводит на мысль о том, что это есть скорее следствие симметрии наблюдаемых свойств адронов, чем свойство кварков как самостоятельных частиц. При слабом взаимодействии кварк может поменять свой аромат, при этом излучаются виртуальные массивные векторные бозоны, не наблюдаемые прямо в эксперименте, но распадающиеся на лептоны. Данные бозоны, как предполагается, приобретают массу на основе механизма Хиггса. Однако известно, что в физике идеализированные, точечные, виртуальные, ненаблюдаемые и другие аналогичные частицы, а также квазичастицы всегда вводятся лишь для оценок значений физических величин и формального описания явлений, в тех случаях, когда отсутствуют полные субстанциональные модели рассматриваемых физических систем.

Модель квазичастиц[править]

Необычные свойства кварков можно объяснить, если считать кварки не настоящими частицами, а квазичастицами. Эти квазичастицы должны быть непосредственно связанными с веществом адронов. Тогда ненаблюдаемость свободных и отдельных кварков является следствием того, что выбитый из адрона кварк, как некоторая часть вещества адрона, не может существовать отдельно и сразу превращается в какие-то элементарные частицы. Аналогией здесь может служить катастрофическое столкновение нейтронных звёзд при большой энергии столкновения. Если при этом одна из звёзд разделится на части, то вещество этих частей не сможет оставаться в прежнем состоянии нейтронной жидкости и испытает фазовый переход в менее плотное состояние вещества. Это будет эквивалентно рождению новых объектов звёздной массы.

В модели кварковых квазичастиц С. Федосина кварки составляются из двух фаз адронного вещества согласно таблице. [92] Под α – фазой адронного вещества понимается такое же вещество, как в намагниченном ядре нейтрона, а β – фаза соответствует веществу в оболочке нейтрона, намагниченному противоположно. Данные фазы вещества вытекают из субстанциональной модели нейтрона и субстанциональной модели протона. Предполагается, что не только нейтрон, но и все адроны, а значит и кварки могут быть составлены из некоторых комбинаций указанных двух фаз адронного вещества.


Состав кварков
Кварк Доля α – фазы Доля β – фазы
u 1/3 1/3
d 1/3 –2/3
s –2/3 1/3
c 4/3 –2/3
b 4/3 –5/3
t 4/3 –2/3


Согласно таблице, соотношение между фазами вещества для кварка u имеет вид: u = α/3 + β/3, аналогично для кварка b : b = 4α/3 – 5β/3. Состав α , β для адронов получается суммированием α , β состава кварков, входящих в данные частицы. В следующих таблицах показан α , β состав некоторых адронов.


Состав барионов
Частица Масса-энергия, МэВ Кварковый состав α , β состав
p+ 938,272029 uud α
n0 939,565360 udd α – β
Λ0 1115,683 [ud]s 0
\Xi ^{-} 1321,31 dss – α
\Xi _{{cc}}^{+} 3519 dcc 3α – 2β
\Xi _{{b}}^{-} 5774 dsb α – 2β


Состав мезонов
Частица Масса-энергия, МэВ Кварковый состав α , β состав
π+ 139,57018 u{\bar  {d}} β
π0 134,9766 {\frac  {1}{{\sqrt  2}}}(u{\bar  {u}}-d{\bar  {d}}) 0
K+ 493,677 u{\bar  {s}} α
K0S 497,648 {\frac  {1}{{\sqrt  2}}}(d{\bar  {s}}-s{\bar  {d}}) 2α – 2β
K0L 497,648 {\frac  {1}{{\sqrt  2}}}(d{\bar  {s}}+s{\bar  {d}}) 0
D0 1864,5 c{\bar  {u}} α – β
B_{{s}}^{0} 5367,5 s{\bar  {b}} –2α + 2β
B_{{c}}^{+} 6286 c{\bar  {b}} β
Υ0 9460,3 b{\bar  {b}} 0


Нерешённые в стандартной теории вопросы в отношении кварков объясняются в модели кварковых квазичастиц на основе теории бесконечной вложенности материи. В данной модели кварки (а значит и адроны согласно стандартной модели) не рождаются во время Большого взрыва. Вместо этого предполагается, что адроны и лептоны возникают в ходе единого мирового процесса образования вещества, когда мельчайшие частицы низших уровней материи под действием фундаментальных гравитационных и электромагнитных сил входят в состав массивных объектов более высоких уровней материи. При этом на макроуровне действует обычная гравитация, а на уровне элементарных частиц – сильная гравитация. Так как кварки полагаются проявлением симметрий взаимодействия и квантового поведения элементарных частиц, отражают состав заряженного и замагниченного вещества адронов и не наблюдаются в свободном состоянии, то они считаются не первичными, а вторичными частицами, то есть квазичастицами. На это указывает и то, что все шесть кварков можно представить как комбинации двух фаз адронного вещества.

Сама по себе идея кварков основана лишь на наблюдаемых свойствах адронов, при взаимодействиях которых должны одновременно выполняться многочисленные законы сохранения и перераспределения – количества вещества, энергии, импульса, момента импульса, электрического заряда, магнитного потока и других аналогичных величин. Результаты взаимодействия элементарных частиц зависят также от конфигурации взаимодействия и соответствующего сложения (вычитания) векторных физических величин частиц, от спин-спиновых и спин-орбитальных эффектов, от электромагнитной и гравитационной индукции, от свойств вещества адронов (намагниченность, распределение заряда, электрические токи, реакции слабого взаимодействия в веществе), от неустойчивостей различного вида (предельное вращение, фазовые изменения вещества) и т.д. В отсутствие сущностных реальных моделей элементарных частиц, в стандартной теории вместо рассмотрения фактически происходящих в частицах процессов используется подход квантовой механики: свойства кварков и адронов просто описываются с помощью волновых функций и комбинаторики унитарной симметрии.

В модели кварковых квазичастиц резонансные состояния адронов, существующие в течение времени пролёта элементарных частиц друг возле друга, рассматриваются как состояния динамического взаимодействия. В свою очередь долгоживущие адроны представляются как квазистабильные состояния, в которых осуществляется соединение нескольких простейших адронов в единое целое. Например, моделью гиперона Λ являются быстровращающиеся друг возле друга вдоль одной оси протон и пион, а каоны полагаются состоящими из трёх пионов. Равновесие частиц в сложных адронах достигается таким же способом, что и в атомных ядрах, и может быть описано с помощью полей гравитационного кручения и действия сильной гравитации в гравитационной модели сильного взаимодействия. [93] Но в отличие от атомных ядер, состоящих только из нуклонов, соединения нуклонов с мезонами типа пионов неустойчивы вследствие потерь энергии из-за различных размеров и свойств адронов, и в конце концов такие состояния распадаются.

Другие подходы[править]

Модель Сакаты (Shoichi Sakata), известная также как модель Ферми — Янга — Сакаты, была одной из первых составных моделей адронов. Она описывала все мезоны и барионы, известные на середину пятидесятых годов. [94] Базисом модели были адроны p, n, Λ и их античастицы. Впоследствии базис расширялся до 4 частиц. [95] Согласно данной модели, все адроны составлялись из базовых частиц, также являющихся адронами. Необычность идеи составленности частиц самих из себя привела к тому, что возобладала гипотеза кварков как более мелких по сравнению с адронами частиц. Однако недавно модель Сакаты была использована совсем другим образом – по её подобию стали рассматриваться барионно-антибарионные нонеты с целью классификации состояний, возникающих при взаимодействиях барионов с антибарионами. [96]

Обычно в экспериментах кварки трактуются с помощью стандартной модели как точечные и бесструктурные частицы. Тем не менее, ввиду наличия в кварковой теории ряда проблем, существуют так называемые преонные теории элементарных частиц, в которых частицы и кварки полагаются состоящими из преонов как из более простых составляющих материи. Целью преонных теорий является уменьшение количества свободных, ничем не объясняемых параметров стандартной модели, объяснение распадов массивных кварков как следствие их сложной структуры, выяснение сущности гравитации и её связи с частицами, определение причины разброса масс кварков, проверка необходимости таких гипотетических частиц, как бозон Хиггса, и т.д.

Стандартную модель пытаются расширить также на основе теории струн и идеи суперсимметрии, то есть взаимосвязи бозонов и фермионов, включая адроны и лептоны. Дальнейшее развитие привело к М-теории и к таким объектам, как браны (многомерные мембраны). Целью М-теории является объединение фундаментальных взаимодействий, так что она является одной из теорий Великого объединения. Несмотря на активные исследования, существенных результатов в данной области пока не получено.


Принципиально иным подходом к строению элементарных частиц является полевая теория элементарных частиц. Она утверждает, что в природе имеется бесконечное число элементарных частиц, каждая из которых имеет бесконечное число возбужденных состояний. Согласно данной теории, все элементарные частицы состоят из электромагнитного поля (в частности, протон состоит из постоянного электрического поля, постоянного магнитного поля и волнового переменного электромагнитного поля - наличие первых двух физика подтвердила экспериментально) и поэтому разбить их на части можно только в рамках математики. Мы только начинаем познавать микромир, и гипотеза кварков также была нужна физике как в свое время были нужны теплород и электрическая жидкость. Но со временем она неизбежно разделит судьбу последних.

См. также[править]

Ссылки[править]

1. R. Nave. Quarks. HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. Проверено 29 июня 2008.

2. Quark (subatomic particle). Encyclopedia Britannica. Проверено 29 июня 2008.

3. R. Nave. Confinement of Quarks. HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. Проверено 29 июня 2008.

4. R. Nave. Bag Model of Quark Confinement. HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. Проверено 29 июня 2008.

5. M. Gell-Mann. «A Schematic Model of Baryons and Mesons» // Physics Letters. — 1964. — Т. 8. — № 3. — С. 214–215.

6. G. Zweig. «An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking» // CERN Report No.8181/Th 8419. — 1964.

7. G. Zweig. «An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking: II» // CERN Report No.8419/Th 8412. — 1964.

8. B. Carithers, P. Grannis. «Discovery of the Top Quark» // Beam Line. — SLAC: 1995. — Т. 25. — № 3. — С. 4–16.

9. M. Gell-Mann. The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry // The Eightfold Way. — Westview Press: 2000. — С. 11. — ISBN 0-7382-0299-1; Оригинал: M. Gell-Mann. The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry. — California Institute of Technology: 1961.

10. Y. Ne'emann. Derivation of strong interactions from gauge invariance // The Eightfold Way. — Westview Press: 2000. — ISBN 0-7382-0299-1; Оригинал Y. Ne'emann. «Derivation of strong interactions from gauge invariance» // Nuclear Physics. — 1961. — Т. 26. — С. 222.

11. R.C. Olby, G.N. Cantor. Companion to the History of Modern Science. — Taylor & Francis: 1996. — С. 673. — ISBN 0415145783.

12. Fermi E., Yang C.N. Phys. Rev., 1949, Vol. 76, P. 1739.

13. Goldhaber M. Phys. Rev., 1953, Vol. 92, P. 1279; 1956, Vol. 101, P. 433.

14. Марков М.А. ДАН СССР, 1955.

15. Sakata S. Prog. Theor. Phys. 1956, Vol. 16, P.686.

16. Ikeda M., Ogawa S., Ohnuki Y. Prog. Theor. Phys. 1959, Vol. 22, P.715; 1960, Vol. 23, P.1073.

17. Огава С., Савада С., Накагава М. Составные модели элементарных частиц. М.: Мир, 1983, 296 с.

18. A. Pickering. Constructing Quarks. — University of Chicago Press: 1984. — С. 114–125. — ISBN 0226667995.

19. Xan M.Y., Nambu Y. Phys. Rev., 1965, Vol. 139B, P. 1006.

20. B.J. Bjorken, S.L. Glashow. «Elementary Particles and SU(4)» // Physics Letters. — 1964. — Т. 11. — № 3. — С. 255–257.

21. E.D. Bloom. «High-Energy Inelastic e–p Scattering at 6° and 10°» // Physical Review Letters. — 1969. — Т. 23. — № 16. — С. 930–934.

22. M. Breidenbach. «Observed Behavior of Highly Inelastic Electron–Proton Scattering» // Physical Review Letters. — 1969. — Т. 23. — № 16. — С. 935–939.

23. J.I. Friedman. The Road to the Nobel Prize. Hue University. Проверено 29 сентября 2008.

24. R.P. Feynman. «Very High-Energy Collisions of Hadrons» // Physical Review Letters. — 1969. — Т. 23. — № 24. — С. 1415–1417.

25. S. Kretzer et al. «CTEQ6 Parton Distributions with Heavy Quark Mass Effects» // Physical Review D. — 2004. — Т. 69. — № 11. — С. 114005.

26. D.J. Griffiths. Introduction to Elementary Particles. — John Wiley & Sons: 1987. — С. 42. — ISBN 0-471-60386-4.

27. M.E. Peskin, D.V. Schroeder. An introduction to quantum field theory. — Addison-Wesley Pub. Co.: 1995. — С. 556. — ISBN 0-201-50397-2.

28. V.V. Ezhela. Particle physics. — Springer Science+Business Media: 1996. — С. 2. — ISBN 1563966425.

29. S.L. Glashow, J. Iliopoulos, L. Maiani. «Weak Interactions with Lepton–Hadron Symmetry» // Physical Review D. — 1970. — Т. 2. — № 7. — С. 1285–1292.

30. M. Kobayashi, T. Maskawa. «CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction» // Progress of Theoretical Physics. — 1973. — Т. 49. — № 2. — С. 652–657.

31. M. Bartusiak. A Positron named Priscilla. — National Academies Press: 1994. — С. 245. — ISBN 0309048931.

32. B. Carithers, P. Grannis. «Discovery of the Top Quark» // Beam Line. — SLAC: 1995. — Т. 25. — № 3. — С. 4–16.

33. K.W. Staley. The Evidence for the Top Quark. — Cambridge University Press: 2004. — С. 144. — ISBN 0521827108.

34. New Precision Measurement of Top Quark Mass. Brookhaven National Laboratory News. Проверено 24 сентября 2008.

35. J. Gribbin, M. Gribbin. Richard Feynman: A Life in Science. — Penguin Books: 1997. — С. 194. — ISBN 0-452-27631-4.

36. J. Joyce. Finnegans Wake. — Penguin Books: 1982. — С. 383. — ISBN 0-14-00-6286-6.

37. J. Gleick. Genius: Richard Feynman and modern physics. — Little Brown and Company: 1992. — С. 390. — ISBN 0-316-903167.

38. J.J. Sakurai. Modern Quantum Mechanics. — Addison-Wesley: 1994. — С. 376. — ISBN 0-201-53929-2.

39. D.H. Perkins. Introduction to high energy physics. — Cambridge University Press: 2000. — С. 8. — ISBN 0521621968.

40. M. Riordan. The Hunting of the Quark: A True Story of Modern Physics. — Simon & Schuster: 1987. — С. 210. — ISBN 9780671504663.

41. F. Close. The New Cosmic Onion. — CRC Press: 2006. — ISBN 1584887982.

42. CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson — пресс-релиз CERN, 4.07.2012 (англ.).

43. S.S.M. Wong. Introductory Nuclear Physics. — Wiley Interscience: 1998. — С. 30. — ISBN 0-471-23973-9.

44. K.A. Peacock. The Quantum Revolution. — Greenwood Publishing Group: 2008. — С. 125. — ISBN 031333448X.

45. B. Povh, C. Scholz, K. Rith, F. Zetsche. Particles and Nuclei. — Springer Science+Business Media: 2008. — С. 98. — ISBN 3540793674.

46. Часть 6.1. в P.C.W. Davies. The Forces of Nature. — Cambridge University Press: 1979. — ISBN 052122523X.

47. M. Munowitz. Knowing. — Oxford University Press: 2005. — С. 35. — ISBN 0195167376.

48. W.-M. Yao et al. «Review of Particle Physics: Pentaquark Update» // Journal of Physics G. — Particle Data Group: 2006. — Т. 33. — № 1. — С. 1–1232.

49. C. Amsler et al. «Review of Particle Physics: Pentaquarks» // Physics Letters B. — Particle Data Group: 2008. — Т. 667. — № 1. — С. 1–1340.

50. C. Amsler et al. «Review of Particle Physics: New Charmonium-Like States» // Physics Letters B. — Particle Data Group: 2008. — Т. 667. — № 1. — С. 1–1340.

51. E.V. Shuryak. The QCD Vacuum, Hadrons and Superdense Matter. — World Scientific: 2004. — С. 59. — ISBN 9812385746.

52. C. Amsler et al. «Review of Particle Physics: b′ (4th Generation) Quarks, Searches for» // Physics Letters B. — Particle Data Group: 2008. — Т. 667. — № 1. — С. 1–1340; C. Amsler et al. «Review of Particle Physics: t′ (4th Generation) Quarks, Searches for» // Physics Letters B. — Particle Data Group: 2008. — Т. 667. — № 1. — С. 1–1340.

53. D. Decamp. «Determination of the number of light neutrino species» // Physics Letters B. — 1989. — Т. 231. — № 4. — С. 519; A. Fisher. «Searching for the Beginning of Time: Cosmic Connection» // Popular Science. — 1991. — Т. 238. — № 4. — С. 70; J.D. Barrow. The Singularity and Other Problems // The Origin of the Universe. — Basic Books: 1997. — ISBN 978-0465053148.

54. D.H. Perkins. Particle Astrophysics. — Oxford University Press: 2003. — С. 4. — ISBN 0198509529.

55. Gordon Fraser. The new physics for the twenty-first century. — Cambridge University Press: 2006. — С. 91. — ISBN 0521816009.

56. The Standard Model of Particle Physics. BBC (2002). Проверено 19 апреля 2009.

57. D. Lincoln. Understanding the Universe. — World Scientific: 2004. — С. 116. — ISBN 9812387056.

58. Weak Interactions. Stanford Linear Accelerator Center (2008). Проверено 28 сентября 2008.

59. C. Amsler et al. «Review of Particles Physics: The CKM Quark-Mixing Matrix» // Physics Letters. — 2008. — Т. B667. — № 1. — С. 1–1340.

60. Z. Maki, M. Nakagawa, S. Sakata. «Remarks on the Unified Model of Elementary Particles» // Progress of Theoretical Physics. — 1962. — Т. 28. — № 5. — С. 870.

61. B.C. Chauhan, M. Picariello, J. Pulido, E. Torrente-Lujan. «Quark–lepton complementarity, neutrino and standard model data predict θ = 9° +1-2» // European Physical Journal. — 2007. — Т. C50. — № 3. — С. 573–578.

62. R. Nave. The Color Force. HyperPhysics. Georg ia State University, Department of Physics and Astronomy. Проверено 26 апреля 2009.

63. B.A. Schumm. Deep Down Things. — Johns Hopkins University Press: 2004. — С. 131–132. — ISBN 080187971X.

64. Part III of M.E. Peskin, D.V. Schroeder. An Introduction to Quantum Field Theory. — Addison–Wesley: 1995. — ISBN 0-201-50397-2.

65. V. Icke. The force of symmetry. — Cambridge University Press: 1995. — С. 216. — ISBN 052145591X.

66. M.Y. Han. A story of light. — World Scientific: 2004. — С. 78. — ISBN 9812560343.

67. C. Sutton Quantum chromodynamics (physics). Encyclopedia Britannica Online. Проверено 12 мая 2009.

68. A. Watson. The Quantum Quark. — Cambridge University Press: 2004. — С. 285–286. — ISBN 0521829070.

69. C. Amsler et al. «Review of Particle Physics: Quarks» // Physics Letters B. — Particle Data Group: 2008. — Т. 667. — № 1. — С. 1–1340.

70. W. Weise, A.M. Green. Quarks and Nuclei. — World Scientific: 1984. — С. 65–66. — ISBN 9971966611.

71. S.G. Roth. Precision electroweak physics at electron–positron colliders. — Springer Science+Business Media: 2007. — С. VI. — ISBN 3540351647.

72. R.P. Feynman. QED: The Strange Theory of Light and Matter. — Princeton University Press: 1985. — С. 136–137. — ISBN 0-691-08388-6.

73. M. Veltman. Facts and Mysteries in Elementary Particle Physics. — World Scientific: 2003. — С. 45–47. — ISBN 981238149X.

74. F. Wilczek, B. Devine. Fantastic Realities. — World Scientific: 2006. — С. 85. — ISBN 981256649X.

75. F. Wilczek, B. Devine. Fantastic Realities. — World Scientific: 2006. — С. 400ff. — ISBN 981256649X.

76. T. Yulsman Origin. — CRC Press: 2002. — С. 55. — ISBN 075030765X.

77. F. Garberson. «Top Quark Mass and Cross Section Results from the Tevatron» // arxiv 0808.0273 v1. — 2008.

78. J. Steinberger. Learning about Particles. — Springer Science+Business Media: 2005. — С. 130. — ISBN 3540213295.

79. C.-Y. Wong. Introduction to High-energy Heavy-ion Collisions. — World Scientific: 1994. — С. 149. — ISBN 9810202636.

80. D.M. Harland. The Big Bang. — Springer Science+Business Media: 2003. — С. 87–90. — ISBN 1852337133.

81. C.I. Calle. Superstrings and other things. — CRC Press: 2001. — С. 589–591. — ISBN 0750307072.

82. S.B. Rüester, V. Werth, M. Buballa, I.A. Shovkovy, D.H. Rischke. «The phase diagram of neutral quark matter: Self-consistent treatment of quark masses» // Physical Review D. — 2005. — Т. 72. — С. 034003.

83. M.G. Alford, K. Rajagopal, T. Schaefer, A. Schmitt. «Color superconductivity in dense quark matter» // Reviews of Modern Physics. — 2008. — Т. 80. — С. 1455–1515.

84. S. Mrowczynski. «Quark–Gluon Plasma» // Acta Physica Polonica B. — 1998. — Т. 29. — С. 3711.

85. Z. Fodor, S.D. Katz. «Critical point of QCD at finite T and μ, lattice results for physical quark masses» // Journal of High Energy Physics. — 2004. — Т. 2004. — С. 50.

86. U. Heinz, M. Jacob. «Evidence for a New State of Matter: An Assessment of the Results from the CERN Lead Beam Programme» // arxiv nucl-th/0002042. — 2000.

87. RHIC Scientists Serve Up "Perfect" Liquid. Brookhaven National Laboratory News (2005). Проверено 22 мая 2009.

88. T. Yulsman. Origins: The Quest for Our Cosmic Roots. — CRC Press: 2002. — С. 75. — ISBN 075030765X.

89. A. Sedrakian, J.W. Clark, M.G. Alford. Pairing in fermionic systems. — World Scientific: 2007. — С. 2–3. — ISBN 9812569073.

90. A. D. Martin et al. "Parton distributions incorporating QED contributions", Eur. Phys. J. C39, 155 -161 (2005).

91. Igarashi Y., Matsuoka T., Sawada S. Prog. Theor. Phys.1974, Vol. 52, P.618, 956.

92. Федосин С.Г. Физические теории и бесконечная вложенность материи, Пермь, 2009, 844 стр., Табл. 21, Ил.41, Библ. 289 назв. ISBN 978-5-9901951-1-0.

93. Комментарии к книге: Федосин С.Г. Физические теории и бесконечная вложенность материи. Пермь, 2009, 844 стр., Табл. 21, Ил.41, Библ. 289 назв. ISBN 978-5-9901951-1-0.

94. S. Sakata. On a composite model for new particles Progr. Theor. Phys. 16 (1956), 686.

95. Y. Katayama, K. Matumoto, S. Tanaka, E. Yamada. Possible unified models of elementary particles with two neutrinos. Progr. Theor. Phys. 28 (1962), 675.

96. C. Z. Yuan, X. H. Mo, P. Wang. Baryon-antibaryon nonets.

Дополнительная литература[править]

  • D.J. Griffiths. Introduction to Elementary Particles. — Wiley–VCH: 2008. — ISBN 3527406018.
  • I.S. Hughes. Elementary particles. — Cambridge University Press: 1985. — ISBN 0-521-26092-2.
  • R. Oerter. The Theory of Almost Everything: The Standard Model, the Unsung Triumph of Modern Physics. — Pi Press: 2005. — ISBN 0132366789.
  • A. Pickering. Constructing Quarks: A Sociological History of Particle Physics. — The University of Chicago Press: 1984. — ISBN 0-226-66799-5.
  • B. Povh. Particles and Nuclei: An Introduction to the Physical Concepts. — Springer–Verlag: 1995. — ISBN 0-387-59439-6.
  • B.A. Schumm. Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics. — Johns Hopkins University Press: 2004. — ISBN 0-8018-7971-X

Внешние ссылки[править]

Элементарные частицы (с точки зрения стандартной модели)
Фермионы Кварки: ВерхнийНижнийСтранныйОчарованныйПрелестныйИстинный

Лептоны: ЭлектронПозитронМюонТау-лептонНейтрино

Калибровочные бозоны ФотоныW- и Z-бозоны (векторные мезоны)• Бозон Хиггса (векторный мезон)
До сих пор не обнаружены

в природе

КваркиГлюоныГравитонГравитино • Другие гипотетические частицы математических моделей
Хочешь уточнить, добавить или исправить текст?
Редактировать статью Подписаться на обновления