c-кварк — один із шести видів кварків. Кварки — це елементарні частинки, які, наскільки можна судити з експериментів, не складаються з нічого меншого, і вони є цеглинками протонів, нейтронів та багатьох інших частинок. Жоден експеримент не виміряв розміру c-кварка, тому показане вище значення в 1 зептометр — це не результат вимірювання. Зептометр — це 10⁻²¹ метра, мільярдна частка трильйонної частки метра.

Розмір

У всіх досі проведених експериментах кварки поводяться як точки. Щоб визначити розмір частинки, фізики спрямовують на неї інші частинки й спостерігають, як вони відскакують. Експеримент ZEUS зробив це на прискорювачі HERA, зіштовхуючи електрони з протонами, і не помітив жодних ознак того, що кварки всередині протонів мають якийсь розмір.

У 2016 році в ZEUS повідомили, що радіус цих кварків, якщо він у них є, має бути меншим за 4,3 × 10⁻¹⁹ метра. Отже, їхній розмір у поперечнику менший за 8,6 × 10⁻¹⁹ метра. Це верхня межа, а не розмір, і її отримано для кварків усередині протонів, а не для самих c-кварків. Значення цього сайту, 1 зептометр, лежить набагато нижче цієї межі, тож жоден експеримент не міг би ні підтвердити це значення, ні виключити його.

Порівняння розмірів

Протон діаметром близько 1,7 фемтометра (1,7 × 10⁻¹⁵ метра) приблизно у 2 000 разів ширший за верхню межу для кварка.
Якби верхню межу для кварка збільшили до ширини тенісного м’яча, близько 6,7 сантиметра, протон мав би в поперечнику приблизно 130 метрів. Атом водню мав би в поперечнику близько 8 200 кілометрів, а це приблизно дві третини ширини Землі.
Верхня межа для кварка приблизно у 50 мільйонів мільярдів (5 × 10¹⁶) разів більша за довжину Планка, наступний менший об’єкт на цьому сайті, для якого визначено значення.

Листопадова революція

У листопаді 1974 року дві команди, які працювали окремо, знайшли одну й ту саму нову частинку. Команда Бертона Ріхтера зі Стенфордського центру лінійного прискорювача назвала її пси, а команда Семюела Тінга з Брукгейвенської національної лабораторії — J. 11 листопада обидва керівники зустрілися й зрозуміли, що зробили те саме відкриття. Ріхтер і Тінг розділили Нобелівську премію з фізики 1976 року.

Частинка, яку тепер називають J/пси, — це c-кварк, зв’язаний із c-антикварком, своїм партнером з антиматерії. Ця частинка жила приблизно в тисячу разів довше, ніж очікували фізики, і багато хто дійшов висновку, що для її пояснення потрібен четвертий вид кварка. Існування c-кварка вже було передбачено, а його відкриття довело кількість відомих кварків до чотирьох.

Маса й заряд

Particle Data Group, яка збирає результати вимірювань частинок з усього світу, подає масу c-кварка як 1,273 ГеВ. Фізики елементарних частинок вимірюють масу в одиницях енергії, а ГеВ — це мільярд електронвольтів. Отже, c-кварк приблизно в 1,4 раза важчий за цілий протон і майже у 600 разів важчий за u-кварк. Електричний заряд c-кварка становить дві третини заряду протона.

Як і інші кварки, c-кварки ніколи не трапляються поодинці. Усі пошуки вільного кварка з 1977 року закінчувалися нічим.

Джерела

Summary Tables: Quarks. Particle Data Group, 2025.
Limits on the effective quark radius from inclusive ep scattering at HERA. ZEUS Collaboration, Physics Letters B, 2016.
The Nobel Prize in Physics 1976: Press release. Royal Swedish Academy of Sciences, 1976.
Revisiting the b revolution. CERN Courier, 2017.
January 1976: From the "Oops-Leon" to the Upsilon Particle. Dan Garisto, APS News, American Physical Society, 2022.
The Nobel Prize in Physics 1995: Press release. Royal Swedish Academy of Sciences, 1995.
SI prefixes. International Bureau of Weights and Measures.
Proton rms charge radius. NIST CODATA, 2022.
Proton mass energy equivalent in MeV. NIST CODATA, 2022.
Bohr radius. NIST CODATA, 2022.
Planck length. NIST CODATA, 2022.
Rules of Tennis 2026. International Tennis Federation, 2026.
Earth Fact Sheet. NASA.

Report a Problem

for c-кварк