Quark (Physik)

Dëse Physiksartikel ass eréischt just eng Skizz. Wann Dir méi iwwer dëst Theema wësst, sidd Dir häerzlech invitéiert, aus dëse puer Sätz e richtegen Artikel ze schreiwen. Wann Dir beim Schreiwen Hëllef braucht, da luusst bis an d'FAQ eran.

E Quark ass ee vun den Elementardeelercher aus dem Standardmodell vun der Elementardeelchephysik. Et gëtt sechs verschidde Quarken, déi no hire Flavour ënnerscheet ginn: up, down, strange, charm, bottom an top (hei mat opsteigender Mass ernimmt). Zu all Quark gëtt et och en Antiquark, deen déi opposéiert elektresch Charge a Faarf huet.

Eegenschaften

All Quark huet en intrinsesche Spin vun 1/2 an eng elektresch Charge:

up-, charm-, top-Quark: +2/3
down-, strange-, bottom-Quark: -1/3

Donieft hu Quarken och nach eng Faarf (rout, gréng oder blo) a kënnen am Standardmodell just a gebonnenen, faarfneutralen Zoustänn, sougenannten Hadronen existéieren. Am Standardmodell vun der Elementardeelerchesphysik gi Quarken ëmmer als en Deel vun enger Famill/Generatioun duergestallt. Sou gëtt et en up-down Doublet, charm-strange an top-bottom. An enger Generatioun ass sou ëmmer ee Quark mat enger elektrescher Charge vun +2/3 (up, charm, top) an ee Quark mat enger elektrescher Luedung vun -1/3 (down, strange, bottom).

Och wann déi staark Wiesselwierkung d'Quarken an Hadronen zesummenhält, sou gëtt eng Transitioun vun engem Flavour zum aneren durch d'W-Bosone vun der schwaacher Wiesselwierkung geréiert. Ënner Bäihale vun der elektrescher Charge ass soumat just eng Transitioun tëschent engem positiv an engem negativ (oder ëmgedréint) geluedene Quark méiglech. Déi schwaach Wiesselwierkung huet och nach en neutralen Z-Boson, mä Experimenter weisen dorop hin, datt deen net haaptresponsabel fir sou Transitiounen ass. Eng Transitioun mat engem Z-Boson gëtt Flavor-Changing Neutral Current (FCNC) genannt, an ass um tree-level (dominanten Term an der Perturbatiounsserie) am Standardmodell duerch de GIM Mechanismus (benannt no Glashow, Iliopoulos a Maiani) verbueden. Dësen Effekt konnt experimentell observéiert ginn, an huet zur Propos vum Charm-Quark gefouert, dee fir de GIM Mechanismus gebraucht gouf.

Quarkmassen


Quark	Mass
up	2.16 MeV
down	4.67 MeV
strange	93 MeV
charm	1.27 GeV
bottom	4.18 GeV
top	172.76 GeV

All Quarkmasse sinn uginn mat de Wärter vun https://pdglive.lbl.gov den 22.08.2020).

Well Quarken ëmmer just an Hadrone gemooss kënne ginn, ass et schwéier, hinnen eng prezis Mass zouzeweisen. Am Fall vum top-Quark gëtt d'Situatioun nach domat erschwéiert, well den top-Quark sou schwéier ass, datt e praktesch keng gebonnen Zoustänn bilt, mä direkt zerfällt.

Et muss ee beuechten, datt Quarks a verschiddenen Eegenzoustänn existéieren. Sou gëtt et d'Flavor-Eegenzoustänn an d'Mass-Eegenzoustänn. Déi sinn iwwert d'CKM-Matrix matenee verbonnen. Wärend d'Mass-Eegenzoustänn fir d'Propagatioun vun de Quarken eng Roll spillen, sinn d'Flavor-Zoustänn fir d'schwaach Wiesselwierkung relevant. Grondsätzlech bitt dës Ënnerscheedung d'Méiglechkeet, fir Quark-Oszillatiounen, änlech wéi dat och bei Neutrinoen de Fall ass. Am Fall vun de Quarke sinn déi awer meeschtens manner prononcéiert. Trotzdeem konnt een Oszillatiounen a verschiddene Meson-Systemer, wéi z. B. dem neutrale Kaon-System, noweisen.