Кварки
Quarks

     Кварки - бесструктурные точечные частицы со спином 1/2ћ, участвующие в сильном взаимодействии (как и во всех остальных) и являющиеся элементарными составляющими всех адронов.
    Существует шесть типов кварков, обозначаемых буквами u, d, s, c, b, t (от английских слов up, down, strange, charmed, bottom, top). Говорят о шести “ароматах” кварков. Каждый кварк имеет барионное число В = + 1/3 и дробный электрический заряд. Кварки u, c, t имеют заряд +2/3, а кварки d, s, b, - заряд –1/3 (в единицах элементарного заряда е = 1.6^.10 ^-19 Кл). Кварки имеют массы. Самый лёгкий кварк u (его масса несколько МэВ/с²), самый тяжёлый – t (его масса 174 ГэВ/с²).

    Из кварков состоят все адроны: барионы и мезоны – обширный класс элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии и имеющих внутреннюю структуру и размеры около 10^-13 см. Сами кварки на современном уровне знаний бесструктурны (как и лептоны), т.е. ведут себя как точечные частицы. Их размер не более 10^-17 см. Кварки не наблюдают в свободном состоянии. Они “заперты” в адронах. Их присутствие в адронах надёжно установлено многочисленными экспериментами. В соответствии с современными концепциями кварки невозможно выбить из адрона.
    Каждый из шести кварков обладает присущим только ему специфическим квантовым числом (ароматом). Так s-кварк имеет квантовое число “странность”, равное –1, с-кварк – квантовое число “очарование”, равное + 1 и т.д. У каждого кварка есть античастица – антикварк. Антикварки имеют противоположные знаки электрического заряда, барионного квантового числа и ароматов. Так античастица с-кварка, обозначаемая , имеет заряд –2/3, барионное число В = –1/3 и квантовое число “очарование” –1.
    Все адроны состоят из кварков: барионы – из трёх кварков, мезоны – из кварка и антикварка. Так, протон состоит из двух u-кварков и одного d-кварка (p = uud), нейтрон – из двух d-кварков и одного u-кварка (n = udd).

    Протон и нейтрон – барионы. Кварковая структура пи-мезонов π⁺ и π^- следующая: π⁺ = u, π^- =  d (черта сверху обозначает античастицу).

    Помимо всех перечисленных характеристик кварки обладают ещё одной специфической внутренней характеристикой, называемой цветовым зарядом или просто “цветом”. Сильные взаимодействия между кварками обусловлены наличием у кварков этих цветовых зарядов. Цвет кварка может принимать одно из трёх значений и их условились обозначать теми же терминами, что и оптические цвета, например, красный, зелёный и синий, хотя смысл этих названий другой. Таким образом, кварк каждого аромата может быть красным, зелёным или синим. Кварк одного цвета может перейти в кварк другого цвета, испустив цветной глюон – частицу, являющуюся переносчиком сильного взаимодействия. Сильное взаимодействие между кварками – это обмен ими цветом посредством обмена глюонами. Кварки в адронах находятся в таких цветовых состояниях, что суммарный цветовой заряд адрона равен нулю. Говорят, что адроны бесцветные или белые.
    Квантовое число цвет обеспечивает необходимую антисимметрию волновой функции адронов, состоящих из одинаковых кварков, что согласуется с принципом Паули. С учётом квантового числа цвет, принимающего три значения, структуры барионов и мезонов записываются в виде

ε_αβγ = 1 − полностью антисимметричный тензор.
    Представление о кварках введено в науку в 1963 г. независимо М. Гелл-Манном и Д. Цвейгом.

См. также

1. Кварки - частицы, из которых состоят адроны
2. Кварки в ядрах
3. Структура нуклона
4. Адроны - системы связанных цветных кварков
5. Кварки. Адроны
6. Фундаментальные частицы. Кварки
7. Красивые частицы, b-кварк
8. Очарованные частицы, с-кварк
9. Свойства кварков и глюонов из экспериментов по е⁺е⁻-аннигиляции
10. Взаимодействия элементарных частиц
11. Структура материи
12. Взаимодействие частиц
13. Изоспин частиц и ядер
14. Изоспин частиц. Изоспиновые мультиплеты
15. Цвет
16. Что такое цветовой заряд, или какие силы связывают кварки
17. Адронные мультиплеты. Цвета кварков и глюонов
18. Цвет и его появление в физике частиц
19. Цвет и его появление в физике частиц
20. Стандартная Модель физики частиц
21. Заряды кварков
22. Глюон как калибровочное поле
23. Количество поколений фундаментальных фермионов