Tα κουάρκ (quarks) θεωρούνται σήμερα βασικοί τύποι των στοιχειωδών σωματιδίων της ύλης από τα οποία αποτελούνται τα βαρυόνια (baryons) και τα μεσόνια (mesons). Μαζί με τα γκλουόνια, θεωρούνται τα μόνα στοιχειώδη σωματίδια που μπορούν και αλληλεπιδρούν ισχυρά.
To 1964 ο Αμερικάνος φυσικός Μάρεϊ Γκελ-Μαν (Murray Gell-Mann) πρότεινε ότι τα πρωτόνια και τα νετρόνια, τα λεγόμενα νουκλεόνια, δεν αποτελούν τους στοιχειώδεις δομικούς λίθους της ύλης, αλλά συνίστανται από άλλα μικρότερα σωματίδια, τα οποία ονόμασε κουάρκ. Η ονομασία αυτή προέρχεται από την πρόταση "Three quarks for Muster Mark", η οποία συναντάται στο μυθιστόρημα Finnegans Wake του Ιρλανδού συγγραφέα και ποιητή Τζέημς Τζόυς. Το 1969 ο Γκελ-Μαν απέσπασε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την συνεισφορά του και τις ανακαλύψεις σχετικά με τη ταξινόμηση των στοιχειωδών σωματιδίων και τις αλληλεπιδράσεις τους.
Από το τέλος της δεκαετίας του 1960 μέχρι και τις αρχές της δεκαετίας του 1980, σε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν σε ειδικά εργαστήρια, επιταχυντές σωματιδίων, των ΗΠΑ (SLAC στην Καλιφόρνια και Fermilab στο Σικάγο) και της Ευρώπης (CERN στην Ελβετία και DESY στην Γερμανία), προέκυψαν έμμεσες ενδείξεις για την ύπαρξη των κουάρκ. Η πειραματική όμως επιβεβαίωση της ύλης κουάρκ, στην κατάσταση που προϋπήρξε στο Σύμπαν τα πρώτα εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη έκρηξη, αναμένεται να προκύψει απο πειράματα σύγκρουσης βαριών ιόντων που πραγματοποιούνται στο CERN και στο εργαστήριο BNL της Νέας Υόρκης των ΗΠΑ.
Στα πειράματα αυτά πυρήνες με μεγάλο μαζικό αριθμό, π.χ μολύβδου και χρυσού, επιταχύνονται και αποκτούν μεγάλες ταχύτητες. Στην περιοχή των συγκρούσεων των πυρήνων δημιουργούνται συνθήκες μεγάλης θερμοκρασίας και πυκνότητας ύλης (οπως στο αρχικό σύμπαν). Αυτό έχει ώς αποτέλεσμα τα κουάρκ που βρίσκονται παγιδευμένα στο εσωτερικό των νουκλεονίων να ελευθερώνονται και να σχηματίζουν «ατμούς» από ύλη κουάρκ σε μια διαδικασία «βρασμού» σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Οι πρώτες πειραματικές ενδείξεις για την ύπαρξη αυτής της νέας κατάστασης της ύλης (ύλη κουάρκ) ανακοινώθηκαν απο το εργαστήριο CERN στις αρχές του έτους 2000.
Στα πειράματα αυτά πυρήνες με μεγάλο μαζικό αριθμό, π.χ μολύβδου και χρυσού, επιταχύνονται και αποκτούν μεγάλες ταχύτητες. Στην περιοχή των συγκρούσεων των πυρήνων δημιουργούνται συνθήκες μεγάλης θερμοκρασίας και πυκνότητας ύλης (οπως στο αρχικό σύμπαν). Αυτό έχει ώς αποτέλεσμα τα κουάρκ που βρίσκονται παγιδευμένα στο εσωτερικό των νουκλεονίων να ελευθερώνονται και να σχηματίζουν «ατμούς» από ύλη κουάρκ σε μια διαδικασία «βρασμού» σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Οι πρώτες πειραματικές ενδείξεις για την ύπαρξη αυτής της νέας κατάστασης της ύλης (ύλη κουάρκ) ανακοινώθηκαν απο το εργαστήριο CERN στις αρχές του έτους 2000.
Πίνακας των κουάρκ
Υπάρχουν συνολικά έξι διαφορετικοί τύποι κουάρκ, οι οποίοι αποκαλούνται γεύσεις ή αρώματα. Ο παρακάτω πίνακας δίνει βασικές πληροφορίες για κάθε κουάρκ (δεν δίνεται πληροφορία για τη μάζα τους, διότι τα κουάρκ δεν παρατηρούνται ποτέ μόνα τους).
Γενιά Ασθενές ισοτοπικό σπιν Γεύση (άρωμα) Ονομασία Σύμβολο Φορτίο 1 +½ Iz=+½ Up (πάνω) u +⅔ 1 -½ Iz=-½ Down (κάτω) d -⅓ 2 -½ S=-1 Strange (παράδοξο) s -⅓ 2 +½ C=1 Charm (γοητευτικό) c +⅔ 3 -½ B'=-1 Bottom (Beauty) (πυθμένας) b -⅓ 3 +½ T=1 Top (Truth) (κορυφή) t +⅔ Γενιά Ασθενές ισοτοπικό σπιν Γεύση (άρωμα) Ονομασία Σύμβολο Φορτίο 1 +½ Iz=+½ Up (πάνω) u +⅔ 1 -½ Iz=-½ Down (κάτω) d -⅓ 2 -½ S=-1 Strange (παράδοξο) s -⅓ 2 +½ C=1 Charm (γοητευτικό) c +⅔ 3 -½ B'=-1 Bottom (Beauty) (πυθμένας) b -⅓ 3 +½ T=1 Top (Truth) (κορυφή) t +⅔
Αντικουάρκ
Τo αντικουάρκ είναι στοιχειώδες σωμάτιο της αντιύλης. Είναι το αντισωμάτιο του κουάρκ. Κουάρκ και αντικουάρκ έχουν ίδια μάζα και χρόνο ζωής αλλά αντίθετο φορτίο, χρώμα και βαρυονικό αριθμό
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου