Кварк «вниз»: составная часть материи и структура адронов
Down quark
Даун-кварк: элементарная частица, основной компонент материи. Входит в состав протонов и нейтронов, формирующих атомные ядра и всё вещество вокруг нас.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Тип кварка
Type of quark
Даун-кварк (символ: d) — это тип элементарной частицы и основной компонент материи. Даун-кварк является вторым по массе из всех кварков и объединяется с другими кварками, образуя составные частицы, называемые адронами. Даун-кварки чаще всего встречаются в атомных ядрах, где они объединяются с ап-кварками, образуя протоны и нейтроны. Протон состоит из одного даун-кварка и двух ап-кварков, а нейтрон — из двух даун-кварков и одного ап-кварка. Поскольку они содержатся в каждом известном атоме, даун-кварки присутствуют во всей повседневной материи, с которой мы взаимодействуем. Даун-кварк является частью первого поколения материи, имеет электрический заряд −e и массу покоя 4,7. Юваль Неэман и, независимо от него, Мюррей Гелл-Манн предложили схему классификации адронов, известную как Восьмикратный путь, или, в более технических терминах, SU(3) симметрию вкуса. Эта схема классифицировала адроны в изоспиновые мультиплеты, но физическая основа этого явления оставалась неясной. В 1964 году Мюррей Гелл-Манн и Джордж Цвайг (независимо друг от друга) предложили кварковую модель, состоящую тогда только из ап-, даун- и странных кварков. Хотя кварковая модель объясняла Восьмикратный путь, прямые доказательства существования кварков были получены только в 1968 году в Стэнфордском линейном ускорителе. Эксперименты по глубокому неупругому рассеянию показали, что протоны имеют внутреннюю структуру, и что протоны, состоящие из трех более фундаментальных частиц, объясняют полученные данные (подтверждая тем самым кварковую модель). Поначалу исследователи не решались отождествить эти три частицы с кварками, предпочитая описание партонов, предложенное Ричардом Фейнманом, но со временем кварковая теория была принята (см. Ноябрьская революция).
The down quark (symbol: d) is a type of elementary particle, and a major constituent of matter. The down quark is the second lightest of all quarks, and combines with other quarks to form composite particles called hadrons. Down quarks are most commonly found in atomic nuclei, where it combines with up quarks to form protons and neutrons. The proton is made of one down quark with two up quarks, and the neutron is made up of two down quarks with one up quark. Because they are found in every single known atom, down quarks are present in all everyday matter that we interact with. The down quark is part of the first generation of matter, has an electric charge of − e and a bare mass of 4.7. and Yuval Ne'eman (independently of each other) proposed a hadron classification scheme called the Eightfold Way, or in more technical terms, SU(3) flavor symmetry. This classification scheme organized the hadrons into isospin multiplets, but the physical basis behind it was still unclear. In 1964, Gell Mann and George Zweig (independently of each other) proposed the quark model, then consisting only of up, down, and strange quarks. However, while the quark model explained the Eightfold Way, no direct evidence of the existence of quarks was found until 1968 at the Stanford Linear Accelerator Center. Deep inelastic scattering experiments indicated that protons had substructure, and that protons made of three more fundamental particles explained the data (thus confirming the quark model). At first people were reluctant to identify the three bodies as quarks, instead preferring Richard Feynman's parton description, but over time the quark theory became accepted (see November Revolution).
Масса
Несмотря на то, что кварк дауна чрезвычайно распространен, его базовая масса определена неточно, но, вероятно, лежит в пределах 4,5. Расчеты решеточной КХД дают более точное значение: 4,79. Когда кварки обнаруживаются в мезонах (частицах, состоящих из одного кварка и одного антикварка) или барионах (частицах, состоящих из трех кварков), их "эффективная масса" (или "одетая" масса) возрастает из-за энергии связи, вызванной глюонным полем между кварками (см. эквивалентность массы и энергии). Например, эффективная масса кварков дауна в протоне составляет около 300. Поскольку базовая масса кварков дауна настолько мала, ее нельзя вычислить напрямую, так как необходимо учитывать релятивистские эффекты.
Despite being extremely common, the bare mass of the down quark is not well determined, but probably lies between 4.5. Lattice QCD calculations give a more precise value: 4.79. When found in mesons (particles made of one quark and one antiquark) or baryons (particles made of three quarks), the 'effective mass' (or 'dressed' mass) of quarks becomes greater because of the binding energy caused by the gluon field between quarks (see mass–energy equivalence). For example, the effective mass of down quarks in a proton is around 300. Because the bare mass of down quarks is so small, it cannot be straightforwardly calculated because relativistic effects have to be taken into account,