Kami menjelaskan apa itu quark, bagaimana mereka ditemukan dan apa model quark itu. Juga, partikel subatomik lainnya.
Quark adalah partikel yang lebih kecil dari neutron dan proton.Apa itu quark?
Quark atau quark adalah sejenis partikel subatom elemental, yang termasuk dalam kategori fermion, dan yang interaksi kuatnya membentuk urusan dari inti atom. Namanya berasal dari novel Bangun Finnegan oleh penulis Irlandia James Joyce.
Kuark adalah partikel yang proton kamu neutron mereka dibuat, serta jenis partikel kecil lainnya yang disebut hadron.
Istilah-istilah ini dapat membingungkan, tetapi Anda tidak perlu memahaminya pada tingkat teknis seperti itu untuk mengetahui apa itu quark: partikel terkecil dalam quark. urusan, yang berinteraksi secara bebas dengan empat kekuatan fisik unsur: Gaya gravitasi, gaya elektromagnetik, gaya nuklir kuat dan gaya nuklir lemah.
Seiring dengan lepton, quark adalah bahan penyusun materi. Sama seperti ada materi dan antimateri, ada juga quark dan antiquark.
Selain itu, ada enam jenis atau "rasa" quark. Jadi, semua meson dan baryon materi, yaitu lebih dari 200 partikel subatom yang berbeda, dapat dibangun dengan menggabungkan tiga quark (atau antiquark) (baryon) yang berbeda, atau quark-antiquark (meson), yang disatukan oleh interaksi yang kuat. .
Penemuan quark
Selama beberapa dekade diasumsikan bahwa proton, neutron, dan elektron mereka adalah partikel dasar materi, yaitu, tidak ada yang lebih kecil dari mereka.
Namun, studi tentang apa yang disebut nukleon (neutron dan proton, penghuni inti atom) atom) menunjukkan bahwa ukurannya jauh lebih besar daripada elektron dan dapat diasumsikan bahwa mereka pada gilirannya akan terdiri dari sesuatu yang lebih kecil dan lebih sederhana. Quark datang untuk menjawab pertanyaan itu.
Secara bersamaan, mereka diusulkan pada tahun 1964 oleh Murray Gell-Mann dan George Zweig, meskipun sepenuhnya independen. Para ilmuwan ini mengamati perlunya quark ada karena sifat interaksi yang kuat antara partikel dalam inti atom.
Selain itu, banyak dari sifat-sifatnya yang tidak dapat dijelaskan kecuali ada— struktur internal di dalam proton dan neutron. Jadi, keberadaan tiga partikel yang lebih kecil, yang disebutquork (kemudianquark, meskipun Zweig awalnya mengusulkan namakartu as atau "ace"), yang akan memilikimuatan listrik 1/3 dan 2/3 beban.
Hipotesis ini diuji secara eksperimental di SLAC (Pusat Akselerator Linier Stanford atau "Stanford Center for Linear Accelerator" di tahun-tahun berikutnya. Tetapi percobaan menunjukkan bahwa tidak ada tiga tetapi enam partikel yang dapat membentuk proton dan neutron. Untuk penemuan ini, Taylor, Kendall dan Friedman memenangkan Hadiah Nobel Fisika tahun 1990.
model kuark
Setiap jenis quark memiliki karakteristik tertentu.Dalam model materi standar yang kita tangani saat ini, quark menempati tempat paling sederhana dalam materi.
Tergantung pada jenis quark yang kita gabungkan, kita dapat memperoleh berbagai jenis partikel, menurut aturan klasifikasi hadron (yang disebut "model quark"), yang menetapkan enam jenis quark (atau rasa, "Rasa"), masing-masing diberkahi dengan "angka kuantum" yang mendefinisikan muatan listriknya:
- Di atas (ke atas). Diberkahi dengan isospin +1/2 sebagai bilangan kuantum.
- Di bawah (turun). Diberkahi dengan isospin -1/2 sebagai bilangan kuantum.
- Pesona (pesona). Diberkahi dengan pesona +1 sebagai bilangan kuantum.
- Aneh (aneh). Diberkahi dengan keanehan -1 sebagai bilangan kuantum.
- Berhenti (atas) atau kebenaran (kebenaran). Diberkahi dengan keunggulan (puncak) +1.
- Bawah (bawah) atau keindahan (Kecantikan). Diberkahi dengan inferioritas (dasar) -1.
Semua ini mungkin terlihat sangat aneh dan tampak seperti sesuatu yang keluar dari permainan video, tetapi masuk akal dalam model quark, jika kita berpikir bahwa partikel-partikel kecil ini bersatu dalam rangkap tiga atau triad untuk membentuk berbagai jenis partikel subatom yang lebih besar.
Ketika jumlah muatannya menghasilkan bilangan bulat, mereka membentuk hadron.
Akan tetapi, perlu ditambahkan bahwa quark dapat memiliki tiga jenis muatan lagi, yaitu “warna”. Ini sebenarnya bukan tentang warna, tetapi itulah nama yang diberikan para ilmuwan untuk sifat ini yang merupakan jenis afinitas, yang bertanggung jawab atas daya tarik nuklir yang kuat (melalui partikel lain yang disebut "gluon").
Warna-warna ini bisa biru, hijau atau merah, dan itulah yang membedakan, misalnya, neutron dan proton dari elektron (partikel tipe lepton), karena yang terakhir tidak terbuat dari quark dan tidak merasakan interaksi nuklir kuat tetapi lemah. .
Menurut model ini, partikel dasar materi adalah quark dan lepton.
Partikel subatomik lainnya
Jenis partikel subatom lainnya adalah:
- Fermion. Bersama dengan boson, mereka adalah partikel dasar materi, yang dicirikan oleh putaran semi-bilangan bulat atau momentum sudut (1/2, 3/2, dll.). Hanya ada dua jenis fermion: quark dan lepton.
- Lepton Mereka adalah jenis fermion, diberkahi dengan spin (baik + atau -) dan yang tidak mengalami, tidak seperti quark, interaksi inti materi yang kuat. Ada enam jenis lepton: elektron, muon, taus, neutrino elektron, neutrino muon, dan neutrino tau. Tiga yang pertama memiliki muatan listrik +1 atau -1, dan sisanya memiliki muatan 0.
- boson. Bersama dengan fermion, mereka adalah partikel dasar materi, yang dicirikan oleh spin bilangan bulat (0, 1, 2, dll.) dan tidak mematuhi prinsip pengecualian Pauli. Contoh boson adalah foton, gluon atau graviton, yaitu partikel yang melibatkan gaya yang diketahui.
- Meson. Mereka adalah boson, yaitu hadron bilangan bulat spin 0 atau 1, yang merespons interaksi nuklir yang kuat, sehingga mereka terbuat dari quark, menurut keadaan quark-antiquark.
- baryon Mereka terdiri dari tiga quark dan contoh yang paling representatif adalah neutron dan proton, meskipun ada juga jenis lain, sangat tidak stabil.