Quark abaixo
| Quark abaixo | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||
| |||||||||||
| |||||||||||
| |||||||||||
| |||||||||||
| Wikidata | |||||||||||
O quark down (símbolo: d) é un tipo de partícula elemental e un dos principais constituíntes da materia. O quark down é o segundo máis lixeiro de todos os quarks, e combínase con outros quarks para formar partículas compostas chamadas adróns. Os quarks down atópanse máis comunmente nos núcleos atómicos, onde se combinan con quarks up para formar protóns e neutróns. O protón está formado por un quark down con dous quarks up, e o neutrón está formado por dous quarks down cun quark up. Debido a que se atopan en todos os átomos coñecidos, os quarks down están presentes en toda a materia cotiá coa que interactuamos.
O quark down forma parte da primeira xeración de materia, ten unha carga eléctrica de −1/3 e e unha masa en repouso de 4,7+0,5−0,3 MeV/c2. Como todos os quarks, o quark down é un fermión elemental con spin 1/2 e experimenta as catro interaccións fundamentais: gravitación, electromagnetismo, interacción débil e interacción forte. A antipartícula do quark down é o antiquark down (ás veces chamado antidown quark ou simplemente antidown), que difire del unicamente en que algunhas das súas propiedades teñen igual magnitude pero signo oposto.
A súa existencia (xunto coa dos quarks up e strange) foi postulada en 1964 por Murray Gell-Mann e George Zweig para explicar o esquema de clasificación da Eightfold Way dos adróns. O quark down foi observado por primeira vez en experimentos no Stanford Linear Accelerator Center en 1968.
Historia
[editar | editar a fonte]
Nos comezos da física de partículas (primeira metade do século XX), os adróns como os protóns, neutróns e pións eran considerados partículas elementais. Porén, a medida que se descubriron novos hadróns, o «zoo de partículas» medrou desde unhas poucas partículas nas décadas de 1930 e 1940 ata varias ducias nos anos 1950. As relacións entre elas non estaban claras ata 1961, cando Murray Gell-Mann[1] e Yuval Ne'eman[2] (de maneira independente) propuxeron un esquema de clasificación de hadróns chamado Eightfold Way, ou en termos máis técnicos, a simetría de sabor SU(3).
Este esquema organizaba os hadróns en multipletes de isospín, pero a base física detrás del aínda non estaba clara. En 1964, Gell-Mann[3] e George Zweig[4][5] propuxeron de forma independente o modelo de quarks, que inicialmente consistía só en quarks up, down e strange. Porén, aínda que o modelo de quarks explicaba o Eightfold Way, non se atoparon evidencias directas da existencia dos quarks ata 1968 no Stanford Linear Accelerator Center.[6] Os experimentos de dispersión inelástica profunda indicaron que os protóns tiñan subestrutura, e que esta podía explicarse mediante tres partículas máis fundamentais (confirmando así o modelo de quarks).
Ao principio, a comunidade científica era reticente a identificar esas tres entidades como quarks, preferindo a descrición de Richard Feynman de partóns,[7][8] pero co paso do tempo a teoría dos quarks foi sendo aceptada (véxase a Revolución de novembro).[9]
Masa
[editar | editar a fonte]A pesar de ser extremadamente común, a masa en repouso do quark down non está ben determinada, pero probablemente sitúase entre 4,5 e 5,3 MeV/c2. Os cálculos de QCD de rede dan un valor máis preciso: 4,79 ± 0,16 MeV/c2.
Cando se atopan en mesóns (partículas formadas por un quark e un antiquark) ou barións (partículas formadas por tres quarks), a chamada «masa efectiva» (ou masa «vestida») dos quarks é maior debido á enerxía de ligadura causada polo campo de gluóns entre quarks (véxase a equivalencia masa–enerxía). Por exemplo, a masa efectiva dos quarks down nun protón é de arredor de 300 MeV/c2. Debido a que a masa en repouso dos quarks down é moi pequena, non pode calcularse de maneira directa porque hai que ter en conta efectos relativistas.
Notas
[editar | editar a fonte]- ↑
M. Gell-Mann (2000). "The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry". En M. Gell-Mann, Y. Ne'eman. The Eightfold Way. Westview Press. p. 11. ISBN 978-0-7382-0299-0.
Original: M. Gell-Mann (1961). "The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry". Synchrotron Laboratory Report CTSL-20 (California Institute of Technology). - ↑
Y. Ne'eman (2000). "Derivation of strong interactions from gauge invariance". En M. Gell-Mann, Y. Ne'eman. The Eightfold Way. Westview Press. ISBN 978-0-7382-0299-0.
Original Y. Ne'eman (1961). "Derivation of strong interactions from gauge invariance". Nuclear Physics 26 (2): 222–229. Bibcode:1961NucPh..26..222N. doi:10.1016/0029-5582(61)90134-1. - ↑ M. Gell-Mann (1964). "A Schematic Model of Baryons and Mesons". Physics Letters 8 (3): 214–215. Bibcode:1964PhL.....8..214G. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3.
- ↑ G. Zweig (1964). "An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking". CERN Report No.8181/Th 8419.
- ↑ G. Zweig (1964). "An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking: II". CERN Report No.8419/Th 8412.
- ↑ E. D. Bloom; et al. (1969). "High-Energy Inelastic e–p Scattering at 6° and 10°". Physical Review Letters 23 (16): 930–934. Bibcode:1969PhRvL..23..930B. doi:10.1103/PhysRevLett.23.930.
- ↑ S. Kretzer; H. Lai; F. Olness; W. Tung (2004). "CTEQ6 Parton Distributions with Heavy Quark Mass Effects". Physical Review D 69 (11). Bibcode:2004PhRvD..69k4005K. arXiv:hep-ph/0307022. doi:10.1103/PhysRevD.69.114005.
- ↑ {{cite book |author=D. J. Griffiths |title=Introduction to Elementary Particles |url=(https://archive.org/details/introductiontoel00grif_077) |url-access=limited |page=[(https://archive.org/details/introductiontoel00grif_077/page/n49) 42] |publisher=John Wiley & Sons |year=1987 |isbn=978-0-471-60386-3 }}
- ↑ {{cite book |author=M. E. Peskin, D. V. Schroeder |year=1995 |title=An introduction to quantum field theory |url=(https://archive.org/details/introductiontoqu0000pesk) |url-access=registration |page=[(https://archive.org/details/introductiontoqu0000pesk/page/556) 556] |publisher=Addison–Wesley |isbn=978-0-201-50397-5 }}
Véxase tamén
[editar | editar a fonte]Bibliografía
[editar | editar a fonte]- A. Ali, G. Kramer; Kramer (2011). "JETS and QCD: A historical review of the discovery of the quark and gluon jets and its impact on QCD". European Physical Journal H 36 (2): 245. Bibcode:2011EPJH...36..245A. arXiv:1012.2288. doi:10.1140/epjh/e2011-10047-1.
- A. Pickering (1984). Constructing Quarks. University of Chicago Press. pp. 114–125. ISBN 978-0-226-66799-7.
