Kuark aneh

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Lompat ke: pandu arah, cari
Kuark aneh
Komposisi: Zarah asas
Keluarga: Fermion
Kumpulan: Kuark
Generasi: Kedua
Interaksi: Kuat, lemah, daya elektromagnet, graviti
Antizarah: Antikuark aneh (s)
Pengasas teori: Murray Gell-Mann (1964)
George Zweig (1964)
Simbol: s
Jisim: 70–130 MeV/c2 [1]
Mereput menjadi: Kuark atas
Cas electrik: 13 e
Cas warna: Ya
Spin: 12
Isospin lemah: LH: −12, RH: 0
Hipercas lemah: LH: 13, RH: −23

Kuark aneh, ditandai s, perisa kuark yang ketiga teringan selepas kuark naik dan kuark turun. Bercas elektrik -1/3 e, dan seperti kuark-kuark lain, mempunyai cas warna merah, biru atau hijau.

Nombor kuantum keanehan dikaitkan dengan kuark ini (s diberi keanehan S=-1). Oleh kerana kuark ini mereput kepada kuark naik menerusi salingtindak lemah, keanehan hanya diabadikan dalam salingtindak kuat dan keelektromagnetan (dan graviti).

Antizarah bagi kuark aneh ialah antikuark dengan perisa antianeh, bercas elektrik +1/3 e (dan dengan antiwarna antimerah, antibiru atau antihijau).

Keanehan ini mula diperkonsepkan apabila pemerhatian-pemerhatian sinar kosmos yang menunjukkan zarah-zarah yang dihasilkan menerusi salingtindak kuat, tetapi mereput menerusi salingtindak lemah, seperti K0 dan Λ0, yang dikatakan aneh.

Sejarah[sunting | sunting sumber]

Pada peringkat awal pengembangan fizik zarah (separuh pertama abad ke-20), hadron seperti proton, neutron, dan pion dianggap sebagai zarah asas. Bagaimanapun, hadron-hadron yang baharu kemudian ditemui, dengan 'zoo zarah' berkembang daripada hanya beberapa zarah pada awal 1930-an dan 1940-an menjadi berpuluh-puluh zarah menjelang 1950-an. Sungguhpun demikian, sesetengah zarah dapat kekal dengan lebih lama, berbanding dengan yang lain. Kebanyakan zarah mereput menerusi interaksi kuat dan memiliki masa hayat sekitar 10−23 saat. Akan tetapi apabila ia mereput menerusi interaksi lemah, ia memiliki masa hayat sekitar 10−10 saat, iaitu 10,000,000 juta kali lebih singkat.

Semasa mengkaji pereputan itu, Murray Gell-Mann (pada 1953) [2][3] dan Kazuhiko Nishijima (pada 1955) [4] mengembangkan konsep keanehan (digelar eta-cas oleh Nishijima, sempena nama eta meson (η)) untuk menjelaskan 'keanehan' zarah yang dapat kekal lebih lama. Justera, formula Gell-Mann–Nishijima ialah hasil daripada usaha mereka untuk memahami pereputan aneh itu. Namun, hubungan antara setiap zarah dan asas fizikal di sebalik sifat keanehannya masih tidak dapat dijelaskan.

Pada 1961, Gell-Mann [5] dan Yuval Ne'eman [6] (secara berasingan) mencadangkan skim pengelasan hadron yang dikenali sebagai Cara Lapan Kali Ganda, atau dalam istilah yang lebih teknikal, simetri rasa SU(3). Skim ini menyusun hadron mengikut multiplet isospin. Walau bagaimanapun, asas fizikal di sebalik kedua-dua isospin dan keanehan hanya dapat dijelasan pada 1964, apabila Gell-Mann [7] dan George Zweig [8][9] (sekali lagi secara berasingan) mengusulkan model quark yang ketika itu hanya terdiri daripada: [10]

  • kuark atas;
  • kuark bawah; dan
  • kuark aneh.

Kuark atas dan kuark bawah merupakan pembawa isospin, sementara kuark aneh merupakan pembawa keanehan. Sedangkan model quark dapat menjelaskan Cara Lapan Kali Ganda, tidak terdapatnya sebarang bukti langsung tentang kewujudan kuark sehingga ditemui oleh Stanford Linear Accelerator Center pada 1968.[11][12] Uji kaji serakan tak anjal mendalam menunjukkan bahawa proton memiliki substruktur, dengan proton yang terdiri daripada tiga zarah lebih-asas menjelaskan data itu. Justera, model kuark disahkan.[13] Walaupun demikian, lingkungan pakar mula-mulanya enggan mengenal pasti ketiga-tiga zarah itu sebagai kuark tetapi lebih mengutamakan pemerian parton yang dikemukakan oleh Richard Feynman.[14][15][16] Sungguhpun demikian, teori kuark akhirnya diterima dengan berlangsungnya masa (lihat Revolusi November).[17]

Rujukan[sunting | sunting sumber]

  1. C. Amsler et al. (Particle Data Group) (2009). "PDGLive Particle Summary". Particle Data Group. Diperoleh pada 2009-10-21. 
  2. M. Gell-Mann (1953). "Isotopic Spin and New Unstable Particles". Physical Review 92: 833. doi:10.1103/PhysRev.92.833. 
  3. G. Johnson (2000). Strange Beauty: Murray Gell-Mann and the Revolution in Twentieth-Century Physics. Random House. ms. 119. ISBN 0-679-437649. "By the end of the summer... [Gell-Mann] completed his first paper, "Isotopic Spin and Curious Particles" and send it of to Physical Review. The editors hated the title, so he ammended it to "Strange Particles". They wouldn't go for that either—never mind that almost everybody used the term—suggesting insteand "Isotopic Spin and New Unstable Particles"." 
  4. K. Nishijima (1995). "Charge Independence Theory of V Particles". Progress of Theoretical Physics 13: 285. doi:10.1143/PTP.13.285. 
  5. M. Gell-Mann (2000) [1964]. "The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry". Dalam M. Gell-Manm, Y. Ne'emann. The Eightfold Way. Westview Press. ms. 11. ISBN 0-7382-0299-1. 
    Original: M. Gell-Mann (1961), The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry, Synchroton Laboratory Report CTSL-20 (California Institute of Technology) 
  6. Y. Ne'emann (2000) [1964]. "Derivation of strong interactions from gauge invariance". Dalam M. Gell-Manm, Y. Ne'emann. The Eightfold Way. Westview Press. ISBN 0-7382-0299-1. 
    Original Y. Ne'emann (1961). "Derivation of strong interactions from gauge invariance". Nuclear Physics 26: 222. doi:10.1016/0029-5582(61)90134-1. 
  7. M. Gell-Mann (1964). "A Schematic Model of Baryons and Mesons". Physics Letters 8 (3): 214–215. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3. 
  8. G. Zweig (1964). "An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking". CERN Report No.8181/Th 8419. 
  9. G. Zweig (1964). "An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking: II". CERN Report No.8419/Th 8412. 
  10. B. Carithers, P. Grannis (1995). "Discovery of the Top Quark" (PDF). Beam Line (SLAC) 25 (3): 4–16. Diperoleh pada 2008-09-23. 
  11. E. D. Bloom (1969). "High-Energy Inelastic ep Scattering at 6° and 10°". Physical Review Letters 23 (16): 930–934. doi:10.1103/PhysRevLett.23.930. 
  12. M. Breidenbach (1969). "Observed Behavior of Highly Inelastic Electron–Proton Scattering". Physical Review Letters 23 (16): 935–939. doi:10.1103/PhysRevLett.23.935. 
  13. J. I. Friedman. "The Road to the Nobel Prize". Hue University. Diperoleh pada 2008-09-29. 
  14. R. P. Feynman (1969). "Very High-Energy Collisions of Hadrons". Physical Review Letters 23 (24): 1415–1417. doi:10.1103/PhysRevLett.23.1415. 
  15. S. Kretzer et al. (2004). "CTEQ6 Parton Distributions with Heavy Quark Mass Effects". Physical Review D 69 (11): 114005. doi:10.1103/PhysRevD.69.114005. Templat:ArXiv. 
  16. D. J. Griffiths (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. ms. 42. ISBN 0-471-60386-4. 
  17. M. E. Peskin, D. V. Schroeder (1995). An introduction to quantum field theory. Addison-Wesley. ms. 556. ISBN 0-201-50397-2.