Kwark

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
Die deeltjies van die Standaardmodel.

Kwarke of quarks is een van die twee basiese soorte bestanddele van materie in die Standaardmodel van deeltjiefisika. Die ander is leptone. Hulle het ook antideeltjies, bekend as antikwarke.

Kwarke en antikwarke is die enigste elementêre deeltjies wat deur al vier fundamentele wisselwerkings op mekaar inwerk. Nog ’n belangrike eienskap van kwarke word inperking genoem, waarvolgens individuele kwarke nooit op hul eie in die natuur waargeneem kan word nie omdat hulle altyd in saamgestelde deeltjies genaamd hadrone (soos protone en neutrone) ingeperk is; ’n uitsondering is die bo-kwark, wat verval deur die swak wisselwerking voor ’n gebonde toestand kan vorm.

Die bestaan van kwarke is in 1964 voorspel deur die fisikus Murray Gell-Mann, en daarvoor het hy in 1969 die Nobelprys ontvang.

Soorte[wysig]

Daar is ses soorte kwarke: vir elke generasie van elementêre deeltjies ’n paar. Die drie pare word aangedui deur die name op en af; sjarme en vreemd; bo en onder. Die eerste een van ’n paar het ’n elektriese lading van +23 en die tweede een ’n lading van -13. Elke antikwark het die teenoorgestelde lading as sy ooreenstemmende kwark. Kwarke het ’n spin van ±12 en is dus fermione.

Voorkoms[wysig]

Die bestanddele van materie.

Alledaagse, normale materie word opgebou uit die ligste kwarke, op en af. Die volgende kwarke, sjarme en vreemd, kom ook voor in deeltjies uit kosmiese bestraling. Die bo- en onder-kwarke kom slegs in uiterste toestande voor: in deeltjieversnellers en by die Oerknal. Hulle het veel meer energie (is "swaarder") as die op en af.

Kwarke is nog nooit individueel waargeneem nie, net in saamgestelde deeltjies. Eksperimente in deeltjieversnellers dui wel op die bestaan van kwarke. Hulle is die boustene van deeltjies wat hadrone genoem word. ’n Meson bestaan uit ’n kwark en ’n antikwark; ’n barion bestaan uit 3 kwarke of 3 antikwarke. Protone is opgebou uit drie kwarke, waarvan een ’n af-kwark en twee op-kwarke is; die totale lading is dan +1 elementêre lading. Neutrone bestaan uit twee af-kwarke en een op-kwark, met ’n totale lading van 0.

Kwarke word bymekaargehou deur gluone (van die Engelse woord glue). Daar word aangeneem dat die aantrekkingskrag tussen kwarke groter word namate die afstand groter word.

In die kwarkteorie is daar ook deeltjies wat uit byvoorbeeld drie op-kwarke bestaan. Omdat kwarke fermione is, is dit teenstrydig met die uitsluitingsbeginsel van Pauli (daar kan nie drie fermione in dieselfde toestand bestaan nie). Om dit te omseil is die begrip kleur ingestel – dit het egter niks met ware kleur te doen nie. Die drie kleure is rooi, groen en blou. Antikwarke het ’n anti-kleurlading (anti-rooi, anti-groen en anti-blou). Gluone kan kleur "vervoer", waardeur hulle die eienskap van ’n kwark kan verander.

Deeltjies wat uit kwarke opgebou is, moet kleurneutraal wees. So is die drie kleure rooi, groen en blou saam wit (kleurneutraal); ’n kleur en sy ooreenstemmende anti-kleur is ook kleurneutraal. Dit dui daarop dat ’n kwark nooit op sy eie kan bestaan nie; ’n enkele kwark kan nooit kleurneutraal wees nie. Die kleurteorie is bloot teoreties en is nooit waargeneem nie (alle waarneembare deeltjies is immers kleurneutraal).

Eienskappe[wysig]

Hieronder is ’n tabel met al die bekende kwarke. Hul lading het die lading van ’n elektron (e) as eenheid. Daar moet in gedagte gehou word dat daar drie variante van elke kwark voorkom (die drie kleure) en dat elke kwark ’n antideeltjie het. Daar is dus altesaam 18 kwarke en 18 antikwarke.

Generasie Swak isospin Kwark Naam Engelse naam Simbool Lading (e) Massa ( MeV/c2)
1 +12 Iz=+12 op up u +23 1,5 tot 4,0
12 Iz=−12 af down d 13 4 tot 8
2 12 S=−1 vreemd strange s 13 80 tot 130
+12 C=1 sjarme charm c +23 1150 tot 1350
3 12 B′=−1 onder bottom b 13 4100 tot 4400
+12 T=1 bo top t +23 172 500 ± 2300

Verwysings[wysig]