हम बताते हैं कि क्वार्क क्या हैं, उनकी खोज कैसे हुई और क्वार्क मॉडल क्या है। इसके अलावा, अन्य उप-परमाणु कण।
क्वार्क न्यूट्रॉन और प्रोटॉन से छोटे कण होते हैं।क्वार्क क्या हैं?
क्वार्क या क्वार्क एक प्रकार के होते हैं उप - परमाणविक कण तात्विक, जो की श्रेणी में आता है फरमिओन्स, और जिनकी मजबूत बातचीत का गठन होता है मामला परमाणु नाभिक का। इसका नाम उपन्यास से आता है फिन्नेगन्स वेक आयरिश लेखक जेम्स जॉयस द्वारा।
क्वार्क वे कण हैं जिनके प्रोटान यू न्यूट्रॉन वे बने हैं, साथ ही साथ अन्य प्रकार के छोटे कण जिन्हें हैड्रॉन कहा जाता है।
ये शब्द भ्रमित करने वाले हो सकते हैं, लेकिन क्वार्क क्या है, यह जानने के लिए आपको ऐसे तकनीकी स्तरों पर उन्हें समझने की आवश्यकता नहीं है: क्वार्क में सबसे नन्हा कण। मामला, जो चार मौलिक भौतिक बलों के साथ स्वतंत्र रूप से बातचीत करता है: गुरुत्वाकर्षण बल, विद्युत चुम्बकीय बल, मजबूत परमाणु बल और कमजोर परमाणु बल।
लेप्टान के साथ, क्वार्क पदार्थ के निर्माण खंड हैं। जैसे बात है और प्रतिकण, क्वार्क और एंटीक्वार्क भी हैं।
इसके अलावा, क्वार्क के छह प्रकार या "स्वाद" हैं। इस प्रकार, पदार्थ के सभी मेसन और बेरियन, यानी 200 से अधिक विभिन्न उप-परमाणु कण, तीन अलग-अलग क्वार्क (या एंटीक्वार्क) (बैरियन), या क्वार्क-एंटीक्वार्क (मेसन) के संयोजन से बनाए जा सकते हैं, जो मजबूत अंतःक्रियाओं द्वारा एकजुट होते हैं। .
क्वार्क की खोज
कई दशकों तक यह माना जाता रहा है कि प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों वे पदार्थ के मूल कण थे, अर्थात् उनसे छोटा कोई भी अस्तित्व नहीं हो सकता था।
हालांकि, तथाकथित न्यूक्लियंस (न्यूट्रॉन और प्रोटॉन, के नाभिक के निवासी) का अध्ययन परमाणु) ने दिखाया कि उनका आकार इलेक्ट्रॉनों की तुलना में बहुत बड़ा था और यह माना जा सकता है कि वे बदले में कुछ छोटे और सरल से बने होंगे। क्वार्क उस प्रश्न का उत्तर देने आए थे।
साथ ही, उन्हें 1964 में मरे गेल-मान और जॉर्ज ज़्विग द्वारा प्रस्तावित किया गया था, हालांकि पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से। इन वैज्ञानिकों ने परमाणु नाभिक में कणों के बीच मजबूत अंतःक्रिया की प्रकृति से क्वार्कों के अस्तित्व की आवश्यकता को देखा।
इसके अलावा, इसकी कई संपत्तियां तब तक समझ से बाहर थीं जब तक कि संरचनाओं प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के अंदर आंतरिक। इस प्रकार, तीन छोटे कणों के अस्तित्व को कहा जाता हैक्वार्क (बाद मेंक्वार्क, हालांकि ज़्विग ने शुरू में नाम का प्रस्ताव रखा थाइक्के या "इक्के"), जिसमें a . होगाआवेश 1/3 और 2/3 भार।
इस परिकल्पना का परीक्षण एसएलएसी में प्रयोगात्मक रूप से किया गया था (स्टैनफोर्ड रैखिक त्वरक केंद्र या बाद के वर्षों में "रैखिक त्वरक के लिए स्टैनफोर्ड केंद्र"। लेकिन प्रयोग ने बताया कि तीन नहीं बल्कि छह कण थे जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बना सकते थे। इस खोज के लिए टेलर, केंडल और फ्रीडमैन ने 1990 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार जीता।
क्वार्क मॉडल
प्रत्येक प्रकार के क्वार्क की विशिष्ट विशेषताएं होती हैं।पदार्थ के मानक मॉडल के भीतर जिसे हम आज संभालते हैं, क्वार्क पदार्थ में सबसे सरल स्थान रखते हैं।
क्वार्क के प्रकार के आधार पर, हम हैड्रॉन वर्गीकरण नियम (तथाकथित "क्वार्क मॉडल") के अनुसार, विभिन्न प्रकार के कण प्राप्त कर सकते हैं, जो छह अलग-अलग प्रकार के क्वार्क (या जायके, "फ्लेवर्स"), प्रत्येक एक "क्वांटम संख्या" से संपन्न है जो इसके विद्युत आवेश को परिभाषित करता है:
- के ऊपर (यूपी) एक क्वांटम संख्या के रूप में एक आइसोस्पिन +1/2 के साथ संपन्न।
- नीचे (नीचे) एक क्वांटम संख्या के रूप में एक आइसोस्पिन -1/2 के साथ संपन्न।
- आकर्षण (आकर्षण) एक क्वांटम संख्या के रूप में एक आकर्षण +1 के साथ संपन्न।
- अजीब (अजीब) एक विचित्रता -1 के साथ एक क्वांटम संख्या के रूप में संपन्न।
- विराम (ऊपर) या सच (सत्य) एक श्रेष्ठता के साथ संपन्न (शीर्षता) +1.
- नीचे (नीचे) या सुंदरता (सुंदरता) एक हीनता से संपन्न (तलहटी) -1.
यह सब बहुत अजीब लग सकता है और वीडियो गेम से बाहर की तरह लग सकता है, लेकिन क्वार्क मॉडल के भीतर यह समझ में आता है, अगर हम सोचते हैं कि ये छोटे कण तीन या तीन में एक साथ मिलकर विभिन्न प्रकार के बड़े उप-परमाणु कण बनाते हैं।
जब उनके आवेशों का योग पूर्ण संख्याएँ देता है, तो वे हैड्रॉन बनाते हैं।
हालांकि, इसमें जोड़ा जाना चाहिए कि क्वार्क में तीन और प्रकार के चार्ज हो सकते हैं, जो कि "रंग" यह वास्तव में रंग के बारे में नहीं है, लेकिन यह वह नाम है जो वैज्ञानिकों ने इस संपत्ति को दिया है जो एक प्रकार की आत्मीयता है, जो मजबूत परमाणु आकर्षण के लिए जिम्मेदार है ("ग्लून्स" नामक एक और कण के माध्यम से)।
ये रंग नीले, हरे या लाल हो सकते हैं, और यह वही है जो अलग करता है, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनों से न्यूट्रॉन और प्रोटॉन (लेप्टन-प्रकार के कण), क्योंकि बाद वाले क्वार्क से नहीं बने होते हैं और मजबूत परमाणु संपर्क को महसूस नहीं करते हैं लेकिन कमजोर होते हैं .
इस मॉडल के अनुसार पदार्थ के मूलभूत कण क्वार्क और लेप्टान हैं।
अन्य उपपरमाण्विक कण
अन्य प्रकार के उपपरमाण्विक कण हैं:
- फर्मियन। बोसोन के साथ, वे पदार्थ के मूलभूत कण हैं, जिनकी विशेषता अर्ध-पूर्णांक स्पिन या कोणीय गति (1/2, 3/2, आदि) है। केवल दो प्रकार के फ़र्मियन होते हैं: क्वार्क और लेप्टान।
- लेप्टॉन वे एक प्रकार के फर्मियन हैं, जो ½ स्पिन (या तो + या -) के साथ संपन्न होते हैं और क्वार्क के विपरीत, पदार्थ की मजबूत परमाणु बातचीत का अनुभव नहीं करते हैं। लेप्टान छह प्रकार के होते हैं: इलेक्ट्रॉन, म्यूऑन, टॉस, इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो, म्यूऑन न्यूट्रिनो और ताऊ न्यूट्रिनो। पहले तीन में +1 या -1 विद्युत आवेश होता है, और शेष में 0 आवेश होता है।
- बोसॉन फ़र्मियन के साथ, वे पदार्थ के मूलभूत कण हैं, जिनकी विशेषता एक पूर्णांक स्पिन (0, 1, 2, आदि) है और यह पाउली अपवर्जन सिद्धांत का पालन नहीं करते हैं। बोसॉन के उदाहरण फोटॉन, ग्लूऑन या ग्रेविटॉन हैं, यानी ऐसे कण जिनमें ज्ञात बल शामिल हैं।
- मेसन। वे बोसॉन हैं, यानी पूर्णांक स्पिन 0 या 1 के हैड्रॉन हैं, जो मजबूत परमाणु बातचीत का जवाब देते हैं, इसलिए क्वार्क-एंटीक्वार्क राज्य के अनुसार वे क्वार्क से बने होते हैं।
- बेरियान कणिकाओं वे तीन क्वार्क से बने होते हैं और उनके सबसे प्रतिनिधि उदाहरण न्यूट्रॉन और प्रोटॉन हैं, हालांकि अन्य प्रकार भी हैं, अत्यंत अस्थिर।