Quark Up

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Quark up
Composição: Partícula elementar
Geração: Primeira
Interação: Forte, fraca, eletromagnética, gravidade
Símbolo(s): u
Antipartícula: Antiquark up (u)
Teorizada: Murray Gell-Mann (1964)
George Zweig (1964)
Descoberta: SLAC (1968)
Massa: 2.3 MeV/c2
Carga elétrica: +23 e
Carga de cor: Sim
Spin: 12

O quark up é um férmion de spin 1/2 e número bariônico 1/3. Ele pertence a primeira geração dos quarks com a carga de +(2/3)e, sendo o mais leve de todos os quarks, com a massa pura entre 1.5 e 4 MeV. De acordo com o modelo padrão das partículas físicas, este quarks juntamente com o quark down são os mais estáveis sendo o constituinte fundamental dos núcleons; o próton contem dois quarks para cima e um quark down, enquanto o nêutron contem um quark up e dois quark down. (Note que a maior parte da massa em um núcleon vem da energia do campo de glúons que mantem os quarks unidos, e não da massa dos quarks em si.)

O quark up foi descoberto quando Gell-Mann e Zweig desenvolveram modelo de quark em 1964, e a primeira evidência de sua existência foi encontrada nos experimentos de colisão inelástica realizado em SLAC no ano de 1967.

Hádrons que contém quarks up[editar | editar código-fonte]

Alguns dos hádrons que contem quark up incluem:

  • Os Píons carregados (π±) são mésons contendo um quark up e um anti-quark down.
  • O píon neutral0) é uma combinação linear de up-anti up, como são os mésons ρ e ω.
  • Os mésons η e η' sabores são combinações lineares de vários pares quark-antiquark, incluído up-anti up.
  • Um grande número de barions detectáveis contem um ou mais quarks up. Como os núcleons, Bárions Δ são feitos somente de quarks down e up: o Δ++ contem três quarks up, o Δ+ contem dois, e o Δ0 contem somente um.

História[editar | editar código-fonte]

Nos primórdios da física de partículas (primeira metade do século 20), hádrons, como prótons, nêutrons e píons eram considerados partículas elementares. No entanto, à medida que novos hádrons foram descobertos, o "zoológico de partículas" cresceu de algumas partículas no início dos anos 1930 e 1940 para várias dezenas deles em 1950. As relações entre cada um deles não estava claro até 1961, quando Murray Gell -Mann e Yuval Ne'eman (independentemente uns dos outros) propôs um esquema de classificação de hádrons chamado de Caminho Óctuplo.

Este esquema de classificação organizou os hádrons em multiplos isospin, mas a base física por trás dele ainda não era clara. Em 1964, Gell -Mann e Zweig (também independentemente uns dos outros) propôs o modelo de quark, em seguida, consistindo apenas de cima, para baixo, e quarks estranhos (up, down e stranger).[1] No entanto, enquanto o modelo do quark explicou o caminho óctuplo, nenhuma evidência direta da existência de quarks foi encontrada até 1968.[2] [3]

Experimentos de espalhamento inelástico indicou que os prótons tinham infra-estrutura, e que os eram feitos de três partículas mais fundamentais- fato esse que explicou os dados (confirmando assim o modelo do quark).[4] A princípio as pessoas estavam relutantes em identificar os três corpos como quarks, preferindo a descrição de Richard Feynman e Parton[5] [6] [7] , mas com o tempo a teoria dos quarks se tornou aceita.[8]

Massa[editar | editar código-fonte]

Apesar de ser extremamente comum, a massa do quark up não é bem definida, mas provavelmente se situa entre 1,8 e 3,0 MeV/c² cálculos retículo QCD dão um valor mais preciso:.. 2,01 ± 0,14 MeV/c².

Quando encontrado em mésons (partículas feitas de um quark e um antiquark) ou bárions (partículas feitas de três quarks), a "massa efetiva" (ou massa 'vestida') de quark se torna maior, devido à energia de ligação provocada pelo campo de glúons entre cada quark (ver equivalência massa-energia). A massa de quarks up é tão leve, que não pode ser diretamente calculada porque os efeitos relativísticos têm de ser tidos em conta.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. B. Carithers, P. Grannis. (1995). "Discovery of the Top Quark" (PDF). Beam Line 25 (3): 4–16. SLAC.
  2. E. D. Bloom et al.. (1969). "High-Energy Inelastic ep Scattering at 6° and 10°". Physical Review Letters 23 (16): 930–934. DOI:10.1103/PhysRevLett.23.930. Bibcode1969PhRvL..23..930B.
  3. M. Breidenbach et al.. (1969). "Observed Behavior of Highly Inelastic Electron–Proton Scattering". Physical Review Letters 23 (16): 935–939. DOI:10.1103/PhysRevLett.23.935. Bibcode1969PhRvL..23..935B.
  4. J. I. Friedman. The Road to the Nobel Prize Hue University. Visitado em 2008-09-29.
  5. R. P. Feynman. (1969). "Very High-Energy Collisions of Hadrons". Physical Review Letters 23 (24): 1415–1417. DOI:10.1103/PhysRevLett.23.1415. Bibcode1969PhRvL..23.1415F.
  6. S. Kretzer et al.. (2004). "CTEQ6 Parton Distributions with Heavy Quark Mass Effects". Physical Review D 69 (11). DOI:10.1103/PhysRevD.69.114005. Bibcode2004PhRvD..69k4005K.
  7. D. J. Griffiths. Introduction to Elementary Particles. [S.l.]: John Wiley & Sons, 1987. p. 42. ISBN 0-471-60386-4
  8. M. E. Peskin, D. V. Schroeder. An introduction to quantum field theory. [S.l.]: Addison–Wesley, 1995. p. 556. ISBN 0-201-50397-2