Фундаментальные частицы. Кварки

8. Фундаментальные частицы. Кварки

Мюррей Гелл-Манн
(р. 1929)

Джордж Цвейг
(р. 1937)

Становилось ясно, что при столько большом количестве новых частиц на самом деле они не могут быть элементарными частицами, а существует ещё более элементарный уровень организации материи. В 1964 г. независимо Н. Гелл-Манн и Дж. Цвейг предложили модель, согласно которой сильновзаимодействующие частицы состоят из кварков (таблица 2).

Таблица 2

Характеристики кварков

Характеристика	Тип кварка (аромат)
Характеристика	d	u	s	c	b	t
Электрический заряд Q, в единицах е	-1/3	+2/3	-1/3	+2/3	-1/3	+2/3
Барионное число B	+1/3	+1/3	+1/3	+1/3	+1/3	+1/3
Спин J	1/2	1/2	1/2	1/2	1/2	1/2
Четность P	+1	+1	+1	+1	+1	+1
Изоспин I	1/2	1/2	0	0	0	0
Проекция изоспина I₃	-1/2	+1/2	0	0	0	0
Странность s	0	0	-1	0	0	0
Очарование (charm) c	0	0	0	+1	0	0
Bottom b	0	0	0	0	-1	0
Top t	0	0	0	0	0	+1
Масса кварка	4-8 МэВ	1.5-4 МэВ	80-130 МэВ	1.1-1.4 ГэВ	4.1-4.9 ГэВ	174±5 ГэВ

В таблицах 5–6 приведены некоторые барионы и мезоны. Показан их кварковый состав, масса, время жизни, квантовые числа спин J, четность P и изоспин I, приведены основные каналы распада. 6 кварков u, d, c, s, t, b образуют класс фундаментальных частиц. Кварки имеют дробный электрический заряд. Кварки u, c, t имеют положительный электрический заряд +(2/3)|e|, кварки d, s, b имеют отрицательный электрический заряд −(1/3|e|. Все кварки имеют спин J = 1/2 и подчиняются принципу Паули. Неожиданным свойством кварков оказалось то, что их нельзя наблюдать в свободном состоянии.