d-კვარკი

d-კვარკი

ინგლ. Down quark
ნეიტრონის სტრუქტურა შემდგარი ორი d-კვარკისა და ერთი u-კვარკისაგან
შემადგენლობა	ფუნდამენტური ელემენტარული ნაწილაკი
ოჯახი	ფერმიონი
ჯგუფი	კვარკი
თაობა	პირველი
მონაწილეობს ურთიერთქმედებებში	ძლიერი, სუსტი, ელექტრომაგნიტური, გრავიტაციული
სიმბოლო	d
ანტინაწილაკი	d-ანტიკვარკი (d)
თეორიულად დაამტკიცა	მიურეი გელ-მანი (1964) ჯორჯ ცვაიგი (1964)
აღმოჩენილია	SLAC (1968)
მასა	$4.7_{-0.3}^{+0.5}$ მევ/c²
იშლება	სტაბილურია ან u-კვარკი + $e$ + ${\overline {\nu }}_{e}$
მუხტი	$-{\frac {1}{3}}e$
მუხტის ფერადობა	r, g, b
სპინი	${\frac {1}{2}}\hbar$
სუსტი იზოსპინი	LH: $-{\frac {1}{2}}$, RH: 0
სუსტი ჰიპერმუხტი	LH: $+{\frac {1}{3}}$, RH: $-{\frac {2}{3}}$

d-კვარკი (ინგლ. Down quark < Down — „ქვედა“; აღნიშვნა: d) — ფუნდამენტური ელემენტარული ნაწილაკი, კვარკი. შედის ფერმიონების პირველ თაობის ჯგუფში, აქვს მუხტი −(1/3)e.

როგორც ყველა კვარკი, ის მონაწილეობს ოთხივე სახის ურთიერთქმედებაში: ძლიერში, სუსტში, ელექტრომაგნიტურსა, გრავიტაციულში. u-კვარკებთან ერთად d-კვარკები ქმნიან ნუკლეონებს (პროტონებსა და ნეიტრონებს), რომლებიც ატომის ბირთვის ძირითადი კომპონენტებია. პროტონი შედგება ორი u-კვარკისა და ერთი d-კვარკისგან, ხოლო ნეიტრონი შედგება ერთი u-კვარკის და ორი d-კვარკისგან. d-კვარკის ანტინაწილაკი არის d-ანტიკვარკი, რომელიც განსხვავდება d-კვარკისგან ურთიერთქმედების ზოგიერთი მახასიათებლის ნიშნით. ცოდნის ამჟამინდელ დონეზე, d-კვარკი არის უსტრუქტურო ნაწილაკი, ანუ ფუნდამენტური, ისევე როგორც სხვა კვარკები და ლეპტონები.

d-კვარკის არსებობა გამოთქვეს მიურეი გელ-მანმა და ჯორჯ ცვაიგმა 1964 წელს, ხოლო მისი არსებობის ექსპერიმენტული მტკიცებულება მოიპოვეს 1968 წელს სტენფორდის ხაზოვანი დამაჩქარებლის ცენტრში (SLAC).

ისტორია

ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკის გარიჟრაჟზე (XX საუკუნის პირველი ნახევარი), ჰადრონები — როგორიცაა პროტონები, ნეიტრონები, პიონები — ელექტრონებთან/პოზიტრონებთან და მიოუნებთან ერთად ითვლებოდა ელემენტარულ ნაწილაკებად. თუმცა, სანამ ახალი ჰადრონები აღმოაჩინეს, „ნაწილაკების პარკი“ სწრაფად იზრდებოდა და 1950-იანი წლებისთვის უკვე რამდენიმე ათეული იყო. ნაწილაკების სისტემატიზაციის მცდელობები ბუნდოვანი იყო 1960 წლამდე, სანამ მიურეი გელ-მანმა შემოგვთავაზა ნაწილაკების კლასიფიკაციის სქემა მეტაფორულად სახელწოდებით რვამაგი გზა და ეფუძნებოდა არომატების SU(3)-სიმეტრიას. მსგავსი კლასიფიკაცია დამოუკიდებლად წამოაყენა იუვალ ნეემანმა 1962 წელს.

ეს სქემა აერთიანებდა ჰადრონებს იზოსპინის მულტიპლანტებად, მაგრამ ამის ფიზიკური საფუძველი გაურკვეველი იყო. 1964 წელს გელ-მანმა და ჯორჯ ცვაიგმა დამოუკიდებლად წამოაყენეს კვარკის მოდელი. იმ დროს მასში შედიოდა სამი კვარკი (u, d, s), რომლებიც თავიანთ ანტიპარტნიორებთან - ანტიკვარკებთან ერთად ქმნიდნენ ყველა დაკვირვებულ ჰადრონს. მაგრამ 1968 წლამდე ეს მოდელი მხოლოდ მშვენიერი აბსტრაქცია იყო, სანამ ღრმა არაელასტიური გაფანტვის ექსპერიმენტებმა სტენფორდის ხაზოვან ამაჩქარებელზე (SLAC) არ დაადასტურა, რომ პროტონებს აქვთ შიდა სტრუქტურა, ანუ ისინი შედგებიან წერტილის მსგავსი ობიექტებისგან (ორი u-კვარკი და ერთი. d-კვარკი). რიჩარდ ფეინმანმა ამ წერტილოვან ობიექტებს უწოდა პარტონები და თეორიის გამოყენებით, სახელწოდებით პარტონის მოდელი (1969), წარმატებით აღწერა ღრმად არაელასტიური ურთიერთქმედებები.

ამრიგად, გელ-მანის ჯგუფის კლასიფიკაციამ და ფეინმანის პარტონის მოდელმა გამოაცხადეს კვარკის ჰიპოთეზის ტრიუმფი. მიმდინარე ექსპერიმენტული ფაქტების მთელი ნაკრები არ აყენებს ეჭვს მოდელის ნამდვილობაზე.

კვანტური რიცხვები

d-კვარკის სპინი არის 1/2, ჯერადობა დადებითია. იზოსპინისა და სუსტი იზოსპინის პროგნოზები ტოლია -1/2-ის (ნიშანი u-კვარკის საპირისპიროა). ბარიონის რიცხვია +1/3, ხოლო ლეპტონის რიცხვი, უცნაურობა, მომხიბვლელობა, ჭეშმარიტება და სილამაზე — 0. სხვა კვარკების მსგავსად, d-კვარკი ატარებს სამი ფერადი მუხტიდან ერთს (რომელსაც ჩვეულებრივ უწოდებენ წითელ, ლურჯ და მწვანეს).

მასა

d-კვარკის მასა, უახლესი მონაცემებით, შეადგენს 4.79±0.07 მევ-ს.