charm_quark
09.10.08, 19:07
Kwark to cząstka należąca do grupy cząstek elementarnych - kwarków. Według obecnej wiedzy cząstki elementarne będące składnikami materii można podzielić na dwie grupy. Pierwszą grupę stanowią kwarki, drugą grupą są leptony. Każda z tych grup zawiera po sześć cząstek oraz ich antycząstki. Istnieje więc sześć rodzajów kwarków oraz odpowiednio sześć rodzajów ich antycząstek - antykwarków.
Za symbol kwarka przyjmuje się literę q. Wszystkie kwarki posiadają swoje antycząstki, nazywane antykwarkami, oznaczane symbolem \overline{q}. Według dzisiejszego stanu wiedzy kwarki są niepodzielne.
Hipotezę istnienia kwarków (które początkowo nazywano partonami), jako elementarnych składników materii wysunęli niezależnie G. Zweig i Gell-Mann w 1964 roku. Nazwę zaproponował Gell-Mann. Słowo "quark" wyczytał on w zdaniu "Three quarks for Muster Mark!" w powieści Finnegans Wake autorstwa Jamesa Joyce'a. Spodobało mu się to zdanie, bo była w nim mowa o trzech "kwarkach" – a to właśnie istnienie trzech cząstek: u, d i s oraz ich antycząstek: u, d i s początkowo postulowali.
Wraz z rozwojem fizyki wysokich energii oraz fizyki cząstek elementarnych oraz dzięki prowadzonym coraz dokładniejszym badaniom okazało sie, że trójka kwarków i antykwarków nie jest wystarczająca. Odkrywano kolejne kwarki, aż ostatecznie lista kwarków została powiększona o trzy cięższe kwarki: c, b i t oraz ich antycząstki: c, b i t.
Wraz z rozwojem wiedzy na temat kwarków, zaistniała potrzeba ich sklasyfikowania. Kwarki zostały podzielone na trzy rodziny (generacje). Oprócz tego, stosuje się również inny podział kwarków, na dwie grupy, są to kwarki lekkie: u, d i s i kwarki ciężkie: c, b i t.
Kwarki są cząstkami oddziałującymi silnie. Bardzo ważną cechą kwarków jest fakt, iż nie występują one jako cząstki swobodne, nie da się ich oderwać, odizolować. Inaczej mówimy, iż kwarki są cząstkami uwięzionymi i występują w układach złożonych, które nazywamy hadronami. Zebrane właściwości kwarków przedstawia poniższa tabela.
Nazwa Symbol Generacja Izospin I Zapach Ładunek e Masa prądowa
m (MeV/c²

Masa konstytuentna
M (GeV/c²

Antycząstka Symbol
Górny u 1 +½ U=+1 +⅔ 1.5 – 4.0[1] \simeq 0.31 Antygórny \overline{u}
Dolny d 1 +½ D=-1 -⅓ 4 – 8[1] \simeq 0.31 Antydolny \overline{d}
Dziwny s 2 0 S=-1 -⅓ 80 – 130[1] \simeq 0.50 Antydziwny \overline{s}
Powabny c 2 0 C=+1 +⅔ 1150 – 1350[1] \simeq 1.60 Antypowabny \overline{c}
Spodni b 3 0 B*=-1 -⅓ 4100 – 4400[1] \simeq 4.60 Antyspodni \overline{b}
Szczytowy t 3 0 T=+1 +⅔ 170900 ± 1800[2] \simeq 180 Antyszczytowy \overline{t}
Zapachu B kwarka spodniego b (aby uniknąć kolizji oznaczeń, w tabeli oznaczono B*) nie należy utożsamiać z liczbą barionową B.
Spin [edytuj]
Wszystkie kwarki są fermionami, co oznacza, że podlegają statystyce Fermiego-Diraca i posiadają spin połówkowy ({1 \over 2} \hbar, {3 \over 2} \hbar, {5 \over 2} \hbar, ...), gdzie \hbar=\frac{h}{2\pi}, a h jest stałą Plancka.
Zapach
Wszystkie kwarki opisywane są przez zestaw charakterystycznych wielkości, liczb kwantowych. Jedną z tych wielkości jest zapach; mówimy wiec, że kwarki posiadają zapach. I tak kwark s posiada wielkość kwantową, zwaną dziwność (S = − 1), kwarki u, d, c, b i t posiadają odpowiednio wielkości kwantowe U, D, C, B i T.