O duchovním poznání a cestě bez dogmat a jiných nesmyslů na konci této Epochy

Fyzika částic (Kvarky )

20.12.2010 08:01

Vědci porozuměli tomu, odkud se bere hmotnost světa kolem nás

Standardní model fyziky měl podle nových důkladných výpočtů pravdu, když předpověděl, odkud se bere hmotnost světa kolem nás. Je to ze vzájemných interakcí kvarků.

elementární částiceFyzika částic říká, že převážná část atomů je vytvořena z protonů a neutronů, které se skládají z menších částic, kterým se říká kvarky, a ty jsou mezi sebou vzájemně vázány gluony. Zvláštní věcí je, že hmotnost gluonů je nulová a hmotnost kvarků představuje jen pět procent celkového hmotnosti všech látek. Kde se potom ztrácí zbývajících 95 procent hmotnosti?

Odpověď, podle teorie, spočívá v tom, že se energie z interakcí mezi kvarky a gluony hromadí (protože, jak ukazuje slavná Einsteinova rovnice E = mc2, energie a hmotnost jsou si ekvivalentní). Gluony jsou nositeli silné jaderné síly, která spolu váže kvarky tak, že vytvoří proton nebo neutron.  Tyto gluony neustále vznikají a zanikají. Energie jejich fluktuací tedy musí být zahrnuta v celkové hmotnosti protonu a neutronu. Nová studie nakonec kvantifikovala, kolik energie je během těchto fluktuací vytvořeno a potvrdila teorietické předpoklady. Superpočítači to však trvalo déle než rok. 

Teorie, která popisuje vzájemné interakce kvarků a gluonů je známa jako kvantová chromodynamika (QCD). Dva nebo více kvarků, které se ocitly blízko sebe, si s velkou intenzitou vyměňují gluony, které jsou nositeli tzv. barevného náboje. Ten je podobný náboji elektrickému, ale existuje ve třech podobách, které se označují červenou, modrou a zelenou barvou. Šest různých druhů kvarků interaguje s osmi různými gluony a vytváří plnou šíři elementárních částic.

 

Dále čtěte

Výzkumníci v článku zveřejněném v časopise Science vysvětlují, že spočítání těchto interakcí byl obrovský úkol. Vědecký tým k tomu potřeboval více než rok času  na paralelní počítačové síti v Jülichu, která může vykonat 200 teraflops - neboli 200 trilionů matematických operací za sekundu.

Ale co Higgsův boson? Ten je často zmiňován  jako nepolapitelná částice, která dotuje ostatní  částice právě svou hmotností. Velký urychlovač u Ženevy bude po hadronech opět pátrat, až bude v příštím roce znovu spuštěn. Podle dosavadních úvah ale hmotnost Higgsova bosonu vysvětlí jen, odkud se bere hmotnost kvarků. Nová studie potvrzuje, že hmotnost kvarku je jen malou části celkové hmotnosti věcí. Většina jí pochází právě z interací mezi kvarky.

 

Kvarky jsou fundamentální částice tvořící hadrony. Jednotlivé typy se rozlišují tzv. „vůněmi“: down, up, strange, charm, bottom, top. Jejich baryonové číslo B=1/3 a elektrický náboj Z = 2/3 nebo -1/3. Příslušné antikvarky mají B=-1/3 a elektrický náboj Z = -2/3 nebo 1/3.

Kvarky a antikvarky s,c,b a t mají ještě další vlastnosti označované jako „podivnosti“: S, C, B a T.

Baryonová, nábojová a kvantová čísla kvarků v hadronech se sčítají. Např. proton obsahuje kvarky uud (2/3+2/3-1/3) celkový náboj +1.

Termíny vůně a podivnosti jsou používaným překladem z anglického originálu.

Mezi kvarky vzniká silové pole, jehož kvantem je vyměňovaná virtuální částice - gluon. Existuje pouze na zlomek vteřiny mezi emisí a absorpcí. Výměna je poměrně složitá, protože každý kvark existuje ve třech kvantových stavech („barvy“ kvarků) a při výměně gluonů musí hadron zůstat „bezbarvý“.

Kvark nemůže existovat volný, pouze ve vázaném stavu v hadronech (uvěznění kvarků). Energie interakce mezi kvarky v hadronech je tím větší, čím více jsou od sebe vzdálené. K uvolnění kvarku je potřeba nekonečně velké energie.

V tabulce jsou uvedeny kvarky s jejich náboji a vlastnostmi.

vlastnosti kvarků

Převzato z : http://digiweb.ihned.cz/c4-10122500-30720040-009000_d-vedci-porozumeli-tomu-odkud-se-bere-hmotnost-sveta-kolem-nas

Diskusní téma: Fyzika částic (Kvarky )

Datum: 10.01.2015

Vložil:

Titulek: