Clasificare | Particulă elementară |
---|---|
Familie | Fermion |
grup | Quark |
Generaţie | Al doilea |
Interacțiune | Puternic , electromagnetic , slab , gravitațional |
Simbol | s |
Antiparticulă | Antiquark ciudat |
Masa |
95+9 −3 MeV / c 2 |
---|---|
Sarcină electrică | -⅓ e |
A învârti | ½ |
Predicție | Murray Gell-Mann și George Zweig (independent unul de celălalt), 1964 |
---|---|
Descoperire | 1968 |
Descoperitor | Stanford Linear Accelerator Center |
Cuarc ciudat (adesea numit ciudat cuarcul împrumutând terminologia engleză, și , de asemenea , numit s cuarcul ) este un cuarc , o particulă elementară a Modelului Standard al fizicii particulelor .
UIPPA definește simbolul s ca numele său oficial, care desemnează ciudat ca denumire de interes mnemonic.
Alături de quark-ul farmecului , este unul dintre quark-urile de a doua generație . La fel ca toți quarcii încărcați negativ, sarcina sa electrică este −1/3 e (cea a quarcurilor electropozitive este +2/3 e ). Masa sa în repaus de 95+9
−3 MeV / c 2 îl face al treilea cel mai ușor quark după quark-urile d ( jos ) și u ( sus ). La fel ca toți quarcii, rotirea sa este 1/2, ceea ce este suficient pentru a-l califica drept fermion, dar nu ca un lepton, deoarece ca quark este supus a patru interacțiuni fundamentale , inclusiv interacțiunea puternică . Antiparticulele sale sunt antiquarkul ciudat (uneori numit antistrange ), remarcat .
Quarkul ciudat are și o proprietate intrinsecă numită ciudățenie a cărei valoare este S = -1 (și S = 1 pentru antiquark) care, în cazul particulelor compozite, determină în mod expres stabilitatea acestora. Datorită proprietăților sale singulare, determină ca o particulă ciudată orice hadron (particulă compusă din quark) care ar conține cel puțin un quark ciudat (sau antiquark) de valență și, mai precis, ca hiperon orice barion de ciudățenie diferită de zero.
În primele zile ale fizicii particulelor (prima jumătate a XX - lea secol), hadroni , cum ar fi protonul , neutroni și pioni au fost considerate particule elementare. Cu toate acestea, au fost descoperite noi hadroni; dacă se știa foarte puțin în anii 1930 și 1940, în special din cauza limitărilor tehnice ale vremii (cercetătorii au folosit camere de nor ), acest lucru nu a mai fost cazul în anii 1950. Cu toate acestea, dacă cele mai multe dintre aceste particule se descompun interacțiunea a avut o durată de viață de ordinul a 10 −23 secunde, unele, în decădere prin interacțiunea slabă , au atins o durată de viață de ordinul a 10 −10 secunde. O durată de viață atât de lungă părea să contrazică predicțiile din acel moment, dată fiind masa particulelor în cauză. Prin studierea acestor descompuneri Murray Gell-Mann (din1953) și Kazuhiko Nishijima (în1955) a dezvoltat conceptul de ciudățenie (pe care Nishijima l-a numit eta-charge , după mezonul eta (η)) care a calificat proprietatea responsabilă pentru durata de viață „ciudat” de lungă a acestor particule. Formula Gell-Mann - Nishijima rezultă din aceste eforturi de a înțelege aceste ciudate decăderi.
Cu toate acestea, relația dintre fiecare particulă și principiile fizice pe care se baza proprietatea ciudățeniei erau încă neclare. În 1961, Gell-Mann și Yuval Ne'eman (independent unul de celălalt) au propus o metodă de clasificare a hadronilor numită calea de opt ori , sau în termeni mai tehnici, simetria aromelor SU (3) . Hadronii au fost astfel clasificați prin multiplete de izospini . Principiile izospinului și ale ciudățeniei, încă abstracte atunci, nu au fost chiar explicate până în 1964, când Gell-Mann și George Zweig (independent unul de celălalt) au propus modelul de quark, la acea vreme nu constituiau decât quarkuri sus , jos și ciudate . Quarkurile sus și jos purtau isospin, în timp ce ciudatul quark avea proprietatea ciudățeniei. Dar, în timp ce modelul de quark a explicat calea de opt ori, nu au existat dovezi experimentale pentru existența quark-urilor până în 1968 la Stanford Linear Accelerator Center, unde experimentele de împrăștiere profund inelastice au demonstrat existența substructurilor în protoni. Modelul de quark, care propune trei substructuri de valență pentru un proton (care a explicat perfect datele experimentului), a fost confirmat.
Pentru a califica aceste trei substructuri, conceptul de quarks a întâmpinat mai întâi o anumită reticență, modelul parton propus de Richard Feynman fiind mult mai popular, dar în timp modelul de quark a luat în cele din urmă locul său (vezi Revoluția din noiembrie ).
Quarkul ciudat (în engleză care înseamnă ciudat ) a fost numit astfel când Gell-Mann Murray George Zweig a dezvoltat modelul de quark în 1964; prima particulă ciudată (particula cu un quark de valență ciudat ) a fost totuși descoperită în 1947 odată cu detectarea kaonului .
Descoperirea kaonului a precedat astfel introducerea conceptului de ciudățenie, care însuși a precedat numele de ciudat pentru acest quark al cărui simbol rămâne numele oficial.
Printre hadronii care conțin unul sau mai mulți quarkuri de valență ciudați , putem cita: