Return to Scale View
About us

How big is B-kvark?

300 joktomeetrit!

View History Report
B-kvark

B-kvark ehk ilukvark on kuuest kvargiliigist raskuselt teine. Kvargid on elementaarosakesed, mis ei koosne millestki väiksemast, niipalju kui katsed võimaldavad otsustada, ning need on prootonite, neutronite ja paljude teiste osakeste ehituskivid. Ükski katse pole mõõtnud B-kvargi suurust, seepärast ei ole ülal näidatud 300 joktomeetrit mõõtmistulemus. Joktomeeter on 10−24 meetrit, meetri triljondiku triljondik.

Suurus

Kõigis seniseis katsetes käituvad kvargid nagu punktid. Füüsikud uurivad osakese suurust nii, et tulistavad sellesse teisi osakesi ja jälgivad, kuidas need tagasi põrkavad. ZEUS-katse tegi seda HERA kiirendis, põrgatades elektrone prootonitega, ning ei märganud mingit märki, et prootonite sees olevatel kvarkidel oleks suurust.

2016. aastal teatas ZEUS-katse, et nende kvarkide raadius, kui neil see üldse on, peab olema väiksem kui 4,3 × 10−19 meetrit. Seega on nende läbimõõt väiksem kui 8,6 × 10−19 meetrit. See on ülempiir, mitte suurus, ja see pärineb prootonites olevatest kvarkidest, mitte üksikutest B-kvarkidest. Sellel saidil näidatud 300 joktomeetrit on sellest piirist palju allpool, mistõttu ei saa ükski katse seda kinnitada ega välistada.

Suuruste võrdlused

  • Prooton, mille läbimõõt on umbes 1,7 femtomeetrit (1,7 × 10−15 meetrit), on umbes 2 000 korda laiem kui kvargi ülempiir.
  • Kui prooton oleks suurendatud korvpalli laiuseks, umbes 24 sentimeetriks, võiks kvark olla kõige rohkem umbes 0,12 millimeetrit lai. See on veidi laiem kui inimese juuksekarv.
  • Kvargi ülempiir on umbes 50 miljonit miljardit (5 × 1016) korda suurem kui Plancki pikkus, üks B-kvargi lähimaid naabreid sellel saidil.

Avastamine

30. juunil 1977 teatasid Fermilabi kiirendilabori teadlased uuest osakesest, mida nimetati üpsiloniks. Nende katset E288 juhtis Leon Lederman. Üpsilon koosneb B-kvargist ja sellega seotud B-antikvargist, mis on B-kvargi antiaine paariline. See oli umbes kolm korda raskem kui ükski varem leitud osake.

B-kvark oli kolmanda osakeseperekonna esimene kvark. Selle perekonna teine liige, T-kvark, leiti alles 1995. aastal.

Raske ja mitte kunagi üksi

Particle Data Group, mis koondab osakeste mõõtmistulemusi üle maailma, esitab B-kvargi massiks 4,183 GeV. Osakestefüüsikud mõõdavad massi energiaühikutes ja üks GeV on miljard elektronvolti. Seega on B-kvark umbes 4,5 korda raskem kui terve prooton. B-kvargi elektrilaeng on miinus üks kolmandik prootoni laengust.

Kvarke ei leita kunagi üksi: iga vaba kvargi otsing on lõppenud tulemuseta. B-kvargid on alati seotud suuremate osakeste sees. CERNis uurib neid LHCb katse, et teada saada, miks universum näib koosnevat peaaegu täielikult ainest, antiainet aga peaaegu pole.

Allikad

Universumi ulatus > B-kvark
Neutriino
Neutriinod läbivad tavalisesest ainest koosnevaid esemeid, ka sind ja mind, pidevalt! Nad teevad seda ka praegusel hetkel! Neutriinodel ei ole laengut ja sellepärast mõjutab nende trajektori ainult gravitatsiooniline ja nõrk vastastikmõju. Kuna nad on väga-väga väiksed, siis isegi need jõud mõjutavad neid väga vähe.
T-kvark
T-kvark on kõige väiksem kvark, mis tähendab, et see on kõige massiivsem. See on peaaegu 100 000 korda massiivsem kui u-kvark, mis on kõige kergem kvark. T-kvargi mass on 173 miljardit elektronvolti.
Plancki pikkus
Plancki pikkus on pikkuse mõõtühik. Olemas on ka plancki aeg, ajahulk, mis kulub valgusel ühe plancki pikkuse läbimiseks vaakumis. (Ülilühike!)
C-kvark
C-kvark ja s-kvark on teise põlvkonna aineosakesed. Need lagunevad lühikese aja jooksul u- ja d-kvargiks, mis on esimese põlvkonna aineosakesed. C-kvark on oma nime saanud inglisekeelsest sõnast charm (võlu).
S-kvark
S-kvark on oma nime saanud inglisekeelsest sõnast strange (veider). Kuigi need on väiksemad kui u-kvargid, on need 50 korda suurema massiga. Kas pole veider? Veider, et aine koosneb u-, d,- ja s-kvarkidest.
D-kvark
Kvarke on kuut tüüpi. Need on u-, d-, s-, c-, t- ja b-kvark. Mida väiksema kvargiga on tegemist, seda suurem mass sel on. Selle tulemusena on u- ja d-kvark kõige kergemad kvargid. D-kvargil on elektrilaeng -1/3.

Discussion