| s-quark (mærkelig kvark) (s ) | |
|---|---|
| Forbindelse | fundamental partikel |
| En familie | Fermion |
| Gruppe | Quark |
| Generation | Sekund |
| Deltager i interaktioner |
stærk , svag , elektromagnetisk , gravitationel |
| Antal typer | 3 |
| Vægt | 95 ± 25 MeV / s 2 |
| Teoretisk begrundet | Gell-Mann , Zweig ( 1964 ) |
| Opdaget | 1947 |
| kvantetal | |
| Elektrisk ladning | −1/3 e |
| farveladning | r, g, b |
| Spin | ½ ħ |
| Antal spin-tilstande | 2 |
Strange quark eller s -quark (afledt af navnet på kvantetallet " strangeness ", engelsk strangeness [note 1] ) er en type elementarpartikler , en af de seks kendte kvarker . Den tredjestørste af alle lette kvarker. Mærkelige kvarker er en del af nogle hadroner . Hadroner, der indeholder mærkelige kvarker, kaldes mærkelige partikler (dette navn opstod historisk før opdagelsen af s -kvarker og afspejlede den mystiske egenskab af denne gruppe af partikler på det tidspunkt, som væsentligt oversteg andre kendte hadroner i livet). Mærkelige partikler er kaoner ( K ), mærkelige D-mesoner ( D
s), sigma baryons ( Σ ) og en række andre.
Ifølge IUPAP er symbolet s den officielle betegnelse for en kvark, mens udtrykket "mærkeligt" kun skal betragtes som en mnemonisk betegnelse. .
Den mærkelige kvark er sammen med den charmerede kvark en del af anden generation af kvarker. Den har en elektrisk ladning − 1 ⁄ 3 e og en blottet masse på 95 +9
−3 MeV / c2 [ 2 ] . Som alle kvarker er den mærkelige kvark en fundamental fermion med spin ½ og deltager i alle fire fundamentale interaktioner : gravitationel , elektromagnetisk , svag interaktion og stærk interaktion . Antipartiklen af en mærkelig kvark er en mærkelig antikvark (nogle gange kaldet en anti-mærkelig kvark ), der kun adskiller sig fra den ved, at nogle af dens egenskaber har samme størrelse, men modsat fortegn .
Selvom den første mærkelige partikel blev opdaget i 1947 ( kaon ), blev eksistensen af selve den mærkeligste kvark (såvel som op- og ned-kvarker ) først postuleret i 1964 af Murray Gell-Mann og George Zweig for at forklare klassifikationsskemaet på oktal måde . for hadroner . Det første bevis for eksistensen af kvarker kom i 1968 fra dybe uelastiske spredningsforsøg ved Stanford Linear Accelerator Center . Disse eksperimenter bekræftede eksistensen af op- og nedkvarker og mere generelt mærkelige kvarker, da deres tilstedeværelse var nødvendig for at forklare "otte-vejs" teorien.
I de tidlige dage af partikelfysikken (første halvdel af det 20. århundrede) blev hadroner , såsom protoner , neutroner og pioner , anset for at være virkelig elementære , strukturløse og udelelige partikler. Nye hadroner blev dog senere opdaget, og "partikelzoo" voksede fra nogle få partikler i begyndelsen af 1930'erne og 1940'erne til flere dusin i 1950'erne. Det viste sig, at nogle partikler lever meget længere end andre; de fleste af partiklerne henfaldt som følge af den stærke vekselvirkning og havde en levetid på omkring 10 -23 s. Da de forfaldt på grund af svage interaktioner , var deres levetid omkring 10-10 sekunder. Ved at studere disse henfald udviklede Murray Gell-Mann (i 1953) [3] [4] og Kazuhiko Nishijima (Nishijima) (i 1955) [5] begrebet fremmedhed (som Nishijima kaldte eta-ladningen efter eta-mesonen η ) til at forklare "mærkeligheden" ved langlivede partikler. Gell - Mann-Nishijima-formlen er resultatet af disse bestræbelser på at forklare mærkelige henfald.
På trods af deres arbejde forblev forholdet mellem hver partikel og det fysiske grundlag for fremmedhed uklart. I 1961 foreslog Gell-Mann [6] og Yuval Ne'eman [7] uafhængigt af hinanden en ordning til klassificering af hadroner kaldet " vejen til otte ", også kendt som SU(3) smagssymmetri , som ordnede hadroner i isospin-multipletter . Det fysiske grundlag, der ligger til grund for isospin og mærkelighed, blev først forklaret i 1964, da Gell-Mann [8] og George Zweig [9] [10] uafhængigt foreslog kvarkmodellen , som på det tidspunkt kun omfattede de øvre, nede og mærkelige kvarker [11] ] . Op- og nedkvarkerne var bærere af isospin, og den mærkelige kvark var bæreren af mærkelighed. Selvom kvarkmodellen forklarede den ottefoldige vej, blev der ikke fundet nogen direkte beviser for eksistensen af kvarker før eksperimenterne i 1968 på Stanford Linear Accelerator Center [12] [13] . Dyb uelastiske spredningsforsøg har vist, at protoner har en understruktur, og at modellen af en proton bestående af tre mere fundamentale partikler stemmer overens med dataene (derved bekræfter kvarkmodellen ) [14] .
I begyndelsen var videnskabsmænd tilbageholdende med at identificere de tre underpartikler som kvarker, og foretrak i stedet partonbeskrivelsen af Richard Feynman [15] [16] [17] , men med tiden blev teorien om kvarker generelt accepteret (se novemberrevolutionen ) [18] .
Nogle hadroner indeholder en valens s -quark, herunder:
Alle hadroner (inklusive dem, der ikke indeholder valens s -kvarker) indeholder en blanding af virtuelle (hav)par bestående af en mærkelig kvark og en antikvark.
| Partikler i fysik | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| fundamentale partikler |
| ||||||||||||
| Sammensatte partikler |
| ||||||||||||