Кіріспе

Кварк түрі

Төменгі кварк (символ: d) – элементар бөлшектің бір түрі және материяның маңызды құрамдас бөлігі. Төменгі кварк – барлық кварктардың екінші ең жеңілі, ол басқа кварктармен бірігіп, адрон деп аталатын күрделі бөлшектерді құрайды. Төменгі кварктар көбінесе атом ядроларында кездеседі, онда жоғары кварктармен бірігіп, протон мен нейтрондарды құрайды. Протон бір төменгі кварктан және екі жоғары кварктан тұрады, ал нейтрон екі төменгі кварктан және бір жоғары кварктан тұрады. Олар әрбір белгілі атомда кездесетіндіктен, төменгі кварктар біз күнделікті өмірде кездесетін барлық заттардың құрамында болады. Төменгі кварк материяның бірінші буынының бөлігі, оның электр заряды –e және бос массасы 4,7. Юваль Не’эман (бір-бірінен тәуелсіз) «Сегіздік жол» деп аталатын адронды жіктеу схемасын ұсынды, немесе техникалық тілмен айтқанда, SU(3) дәмдік симметрия. Бұл жіктеу схемасы адронды изоспиндік топтарға ұйымдастырды, бірақ оның физикалық негізі әлі де түсініксіз болды. 1964 жылы Гелл-Манн мен Джордж Цвайг (бір-бірінен тәуелсіз) кварк моделін ұсынды, ол бастапқыда жоғары, төмен және таңғажайып кварктардан ғана тұрды. Дегенмен, кварк моделі «Сегіздік жолды» түсіндірсе де, 1968 жылға дейін Стэнфорд сызықтық үдеткіш орталығында кварктардың бар екенін тікелей дәлелдеуге қол жеткізілмеді. Темең серпілісті шашырау эксперименттері протонның ішкі құрылымы бар екенін көрсетті және үш негізгі бөлшектен тұратын протонның деректерді түсіндіретінін анықтады (осылайша кварк моделі расталды). Алғашында ғалымдар осы үш бөлшекті кварк деп мойындауға асықпады, оның орнына Ричард Фейнманның партон сипаттамасын қалай берді, бірақ уақыт өте кварк теориясы қабылданды (қараша революциясына қараңыз).

Массасы

Өте кең таралған болса да, төменгі кварктің бұтақ массасы жақсы анықталмаған, бірақ шамамен 4,5-тен кем емес болуы мүмкін. Желілік КҚҚ есептеулері дәлірек мән береді: 4,79. Мезондарда (бір кварктан және бір антикварктан тұратын бөлшектер) немесе бариондарда (үш кварктан тұратын бөлшектер) кездесетін кварктердің "тиімді массасы" (немесе "жабынған" массасы) кварктар арасындағы глюондық өріс тудыратын байланыс энергиясының салдарынан артады (масса-энергия эквиваленттігін қараңыз). Мысалы, протондағы төменгі кварктердің тиімді массасы шамамен 300-ге жуық. Төменгі кварктардың бұтақ массасы өте кішкентай болғандықтан, оны тікелей есептеу қиын, себебі релятивистік эффектілерді ескеру қажет.