Что из себя представляют кварки?

Анонимный вопрос
  · < 100
Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопрос
2 ответа
mail: shtab.htab@yandex.com
Кварк - фундоментальная, бесструктурная частица, имеющая слабое и сильное взаимодействие всех частиц, находящиеся в свободном состоянии. Кварки обладают уникальной характеристикой - имеют цвет. Каждому кварку соответствует свой антикварк, что означает, что любой кварк имеет своё противоположное квантовое число. В более понятном определении, это... Читать далее
Комментировать ответ…
Читайте также

Насколько вероятно, что во вселенной есть нечто быстрее скорости света в вакууме, чего человечество пока не видит или не может осознать?

Susanna Kazaryan
Топ-автор
18,4K
Сусанна Казарян, США, Физик

Гипотеза существования такого “нечто” есть. Известно даже имя этого “нечто” — Тахион — гипотетическая частица, движущаяся со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Подробнее о тахионах и тахионных полях можно прочитать отсюда.

Свойства тахиона:

Полная энергия тахиона, движущегося со скоростью v, определяется стандартно: E = mc²/√(1 − β²), где β = v/c, с той лишь разницей, что масса (m) в формуле для тахиона является мнимой. Таким образом, энергия и импульс (p) тахиона оказываются реальными величинами при этом релятивистская связь между ними (Е² = pc² + (mc²)²) остаётся неизменной, как для реальных частиц. Так физики теоретики хитро решили проблему сверхсветовой скорости — трансформировали в проблему существования мнимой массы.

В отличие от обычных частиц, скорость тахиона (v) увеличивается с уменьшением энергии (Е) и достигает бесконечности при Е = 0. Если обычной материи запрещено преодолевать скорость света, то тахионам запрещено замедляться до уровня ниже световой, и в обоих случаях требуется бесконечная энергия.

Тахион с электрическим зарядом обязан терять энергию на черенковское излучение так же, как обычные заряженные частицы, когда они превышают локальную скорость света в среде. Следовательно, заряженный тахион, путешествующий в вакууме, подвергается постоянному ускорению во времени.

Если тахионы передают информацию быстрее, чем свет, то в соответствии с относительностью, они нарушают причинность, что приводит к логическим парадоксам. Избежать их возможно, если тахионы не взаимодействуют никаким образом с другими частицами. К сожалению, в этом случае они не могут быть зарегистрированы, что и наблюдается в экспериментах по их поискам.

Насколько вероятно существования тахиона?  Создатель был большой выдумщик. Ищут тахион со второй половины 20-го века. Поживём — увидим.

28 марта  · 21,8 K
Прочитать ещё 24 ответа

Откуда появляется пыль и чем она вредна человеку?

Преимущественно, пыль состоит из микроскопических волокон - волос, ворсинок ковра, шерсти животных, а также из мельчайших частиц пластмассы, грязи, пыльцы, отмерших частичек кожи, перхоти животных и людей, пылевых клещей и их экскрементов, частиц тканей и бумаги, мельчайших фрагментов материалов, из которых сделаны стены, мебель и другие предметы обихода.

22 мая 2017  · 11,3 K
Прочитать ещё 5 ответов

Что такое странный кварк?

Человек, который знает немного, но в этом "немного" он уверен на сто процентов

Начнем с того, что понятие "Старнность" введено ещё до открытия кврков. Странность (S) – квантовое число (то есть переменная), отличное от 0 для некоторых гиперонов и мезонов (вообще частиц), распадающихся за счёт слабого взаимодействия. То есть это число описывает эфемерность частиц.
Теперь странность объясняется присутствием странных кварков и антикваров
s-кварк (странный) принадлежит ко второму поколению (классификация по массе и аромату), имеет электрический заряд −(1/3)e (потому что "Три кварка для мистера Марка",а?) шуточка)) и странность −1 (а соответственно антикварк +1, это чтобы не изменять формулы странности).

28 июня  · 121

Чем обоснована уверенность ученых в том,что они наконец нашли фундаментальные частицы(лептоны,кварки)и что они не имеют никакой структуры?

Аспирант Принстона, выпускник кафедры физики частиц и космологии МГУ

Тем, как они ведут себя при столкновениях. Вряд ли я точно смогу объяснить детали. Процессы в квантовой теории описываются диаграммами Фейнмана, вот так, например, выглядит рассеяние электрона на электроне:

Два электрона обмениваются энергией и импульсом через виртуальный фотон и разлетаются в разные стороны. Взаимодействие электронов с виртуальным фотоном происходит в вершинах диаграммы. В других взаимодействиях будет идти обмен другими частицами, в слабых, например, W и Z бозонами. Физики, видя эту диаграмму, могут легко перевести ее в вероятность рассеяния, используя определенные правила - правила Фейнмана. На самом деле эта диаграмма дает основной самый простой вклад в рассеяние, электрон же дополнительно может провзаимодействовать с электромагнитным вакуумом или другими виртуальными частицами. Например, вот так:

Здесь мы рассматриваем правую половину верхней диаграммы. На входе и на выходе мы имеем так же электрон, а влево улетает виртуальный фотон. Но электрон так же сам с собой взаимодействует фотонами и прочими частицами, они дают поправки к поведению электрона в исходной диаграмме. Для того чтобы получить полное выражение, нужно просуммировать все возможные диаграммы, но физики пока такое делать не умеют. С счастью, в большинстве случаев достаточно взять часть поправок, точность получается уже выше экспериментальной. Дополнительный вклад, полученный за счет такого взаимодействия, физики называют форм-фактором и представляют как поправки к вершине. Важно, что в форм-фактор дают вклады все частицы, даже те, которые в принципе не могут родиться в эксперименте, потому что энергии слишком низки. Они может и не могут стать реальными, но могут возникнуть на короткое время как флуктуация, быть виртуальными, но все же повлиять на реакцию. Получается, что мы можем чувствовать даже те частицы, которые не можем реально родить. Но естественно, виртуальный вклад, скажем, легкого мюона в рассеяние электронов будет выше, чем вклад тяжелого бозона Хиггса, потому что энергия ближе и в квантовых флуктуациях он рождается больше и живет дольше. Не все вклады таким образом легко почувствовать. К тому же если есть новый вид частиц, реакция может пойти с помощью обмена новой виртуальной частицей. 

Вот таким образом мы по рассеянию частиц и поведению вероятностей рассеяния с энергией можем судить какие у нас частицы вообще есть даже если у нас не хватает энергии чтобы их родить. И, конечно, мы можем понять элементарная частица или составная. То, что протон состоит из кварков поняли по его форм-фактору, он сильно отличается от электрона. Протон можно себе представить как-то так:

Множество глюонов взаимодействуют с тремя кварками и связывают протон такой шапкой из кварков. Взаимодействие сильное и вероятности возникновения новых глюонов высоки. И при взаимодействии вклад в вершину, даже электромагнитную (с фотоном), дают сразу много глюонов, форм-фактор очень сложный, и точно посчитать его никто не может. 

Здесь и ответ на Ваш вопрос. Изучая реакции можно экспериментально померить форм-факторы, каналы и вероятности реакций, может быть родить новые частицы и построить теорию того как все со всем взаимодействует, и какие частицы на самом деле есть. Так вот, стандартная модель и ее набор частиц в настоящий момент хорошо описывает все взаимодействия и вероятности рассеяния, а ведь квантовая теория чувствует все возможные частицы, даже реально в итоге не рожденные, виртуальные. Значит ли это что других частиц вообще нет? Не значит, они могут быть, но они должны быть тяжелыми, чтобы их вклады были подавлены их большой массой. Или должны очень плохо со всем взаимодействовать, чтобы вероятность их виртуального (и реального) рождения была низка. Скорее всего из таких слабовзаимодействующих частиц и состоит темная материя.

Прочитать ещё 1 ответ

Как появился первый атом?

Susanna Kazaryan
Топ-автор
18,4K
Сусанна Казарян, США, Физик

Давным давно, немногом более 13 млрд лет назад, в совсем юной Вселенной, что-то около 400000 лет после рождения, охлаждающаяся (из-за расширения пространства) ранняя Вселенная достигла температур (немногим более тысячи градусов), при которых стали возможны процессы захвата отрицательно заряженных электронов массивными протонами, вовлекая электроны в "орбитальное" движение (по квантовым орбиталям)  в электростатическом поле положительно заряженного протона. Это была эпоха формирования первых нейтральных атомов Водорода во Вселенной.

18 мая 2018  · 8,7 K
Прочитать ещё 21 ответ