Return to Scale View
About us

How big is C-kvark?

1 zeptomeeter!

View History Report
C-kvark

C-kvark on üks kuuest kvargiliigist. 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 C-kvargi suurust, seepärast ei ole ülal näidatud 1 zeptomeeter mõõtmistulemus. Zeptomeeter on 10−21 meetrit, meetri triljondiku miljardik.

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 kokku, 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 C-kvarkidest eraldi. Sellel saidil näidatud 1 zeptomeeter 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 kvargi ülempiir oleks suurendatud tennisepalli laiuseks, umbes 6,7 sentimeetriks, oleks prooton umbes 130 meetrit lai. Vesinikuaatom oleks umbes 8 200 kilomeetrit lai, umbes kaks kolmandikku Maa laiusest.
  • Kvargi ülempiir on umbes 50 miljonit miljardit (5 × 1016) korda suurem kui Plancki pikkus, lähim väiksem objekt sellel saidil, millel on määratletud väärtus.

Novembrirevolutsioon

1974. aasta novembris leidsid kaks eraldi töötavat rühma sama uue osakese. Burton Richteri rühm Stanfordi lineaarkiirendi keskuses nimetas selle psiks ja Samuel Tingi rühm Brookhaveni riiklikus laboratooriumis J-ks. 11. novembril kohtusid kaks rühmajuhti ja taipasid, et on teinud sama avastuse. Richter ja Ting jagasid 1976. aasta Nobeli füüsikapreemiat.

J/psi, nagu seda nüüd nimetatakse, koosneb C-kvargist ja sellega seotud C-antikvargist, mis on C-kvargi antiaine paariline. Osake elas umbes tuhat korda kauem, kui füüsikud olid oodanud, ja paljud jõudsid järeldusele, et selle seletamiseks on vaja neljandat liiki kvarki. C-kvarki oli juba ette ennustatud ning selle avastamisega kasvas teadaolevate kvarkide arv neljale.

Mass ja laeng

Particle Data Group, mis koondab osakeste mõõtmistulemusi üle maailma, esitab C-kvargi massiks 1,273 GeV. Osakestefüüsikud mõõdavad massi energiaühikutes ja üks GeV on miljard elektronvolti. Seega on C-kvark umbes 1,4 korda raskem kui terve prooton ja peaaegu 600 korda raskem kui U-kvark. C-kvargi elektrilaeng on kaks kolmandikku prootoni laengust.

Nagu teisigi kvarke, ei leita ka C-kvarke kunagi üksi. Iga vaba kvargi otsing alates 1977. aastast on lõppenud tulemuseta.

Allikad

Universumi ulatus > C-kvark
B-kvark
B-kvarki nimetatakse ilu kvargiks, kuna see on veatult ilus. See on kolmanda põlvkonna kvark ja laguneb kiirelt esimese põlvkonna kvarkideks u- ja d-kvargiks.
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.
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.
U-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. U-kvargil on elektrilaeng +2/3.

Discussion