Quark

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Cuvantul Quark provine din romanul "Finnegan's wake" a lui James Joyce şi este asociat cu strigătul pescăruşilor. Acest cuvânt desemnează de asemenea şi un tip special de brânză, produs în Germania.

El a fost folosit pentru a numi particulele elementare care interacţionează prin forţa "tare" şi care constituie materia "grea" (numită şi barionică). După un şir lung de experienţe şi descoperiri de răsunet, cunoaştem în prezent că materia este formată din molecule şi moleculele din atomi care definesc elementele chimice, descoperite la sfârşitul secolului al XVIII-lea de către Lavoisier. După descoperirea periodicităţii elementelor şi tabla lui Mendeleev în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, s-a ajuns la începutul secolului XX la o imagine a atomilor cu un nucleu dur, punctual şi masiv în jurul căruia gravitează electronii.

Nucleul atomic însa s-a dovenit mai apoi a fi şi el divizibil (ex. procesele de radioactivitate) şi compus de fapt din nucleoni (protoni şi neutroni). La începutul anilor 1970 s-a demonstrat însa că şi nucleonii sunt de fapt compuşi, iar constituenţii lor numiţi "quarks" (Cuarci) de catre fizicianul Murray Gell-Mann rezistă încă ipotezei de indivizibilitate.

Cuarcii sunt particule de spin 1/2, numite şi fermioni, nume generic atribuit particulelor care au proprietatea că nu se pot găsi în aceeaşi "stare cuantică", spre deosebire de "bozoni", particule de spin intreg care au îndeobşte rolul de mediator sau de transportor de radiaţie şi care se pot acumula ("condensa") în aceeaşi stare cuantică.

Cuarcii sunt de şase feluri după "aromă" : up(u), down(d), strange (s), charm(c), bottom(b) şi top(t). Masele cresc de la aproape neglijabil (quarkul up, a mia parte din masa protonul) până la foarte greu, quarkul top fiind tot la fel de "greu" ca un atom de aur, ceea ce este remarcabil pentru o particulă elementară.

O altă caracteristică foarte interesantă a quarcilor este sarcina electrică. Cuarcii au sarcina electrică fracţionară : +2/3 pentru u,c,t şi -1/3 pentru d,s,b.

Majoritatea particulele descoperite la energii înalte, la accelaratori sau în radiaţiile cosmice ( o lungă serie de peste 150 de particle diferite, între care protonul şi neutronul sunt cele mai cunoscute) sunt formate din combinaţii de cuarci. Aceste particule sunt clasificate în două mari categorii: mezonii (formaţi din doi cuarci) şi barionii (formaţi din trei cuarci, cum sunt protonul şi neutronul). Protonul (nucleul atomului de hidrogen) este format din doi quarci "up" şi un quark "down" uud. Neutronul, partenerul neutru al protonului în formarea nucleelor mai grele, este format din doi quarci down şi un quark up : udd. Astfel sarcina protonului este u(+2/3) +u(+2/3) +d(-1/3) = +1, iar sarcina neutronului este u(+2/3) +d(-1/3) +d(-1/3) =0, aşa cum a fost măsurat experimental.

De curând (în 2001) au fost semnalate în experimentele de fizica energiilor înalte şi particule formate din cinci quarci (penta-cuarci). Deşi situaţia experimentală nu este foarte clară, teoria permite existenţa acestui tip de particule şi domeniul va fi fără îndoială unul extrem de activ în viitorul apropiat.

Structura cuarcilor este un lucru despre care se vorbeşte doar teoretic. Există mai multe propuneri pentru o eventuală structură, dar aceste propuneri se bazează mai degrabă pe considerente logice şi de bun simţ fără nici o legătură cu experimentele. Câteva exemple sunt modelul rishonilor şi al preonilor, apărute în anii '80.

Particule în fizică - particule elementare	edit
Fermioni: Quarci | Leptoni
Quarci: Up | Down | Strange | Charm | Bottom | Top
Leptoni: Electron | Muon | Tau | Neutrino
Bozoni Gauge: Foton | Bozoni W | Bozon Z | Gluoni
Neobservate încă: Bozon Higgs | Graviton | Alte particule ipotetice