Quark down - Down quark

Quark down
Composição Partícula elementar
Estatisticas Fermiônico
Geração Primeiro
Interações forte , fraco , força eletromagnética , gravidade
Símbolo
d
Antipartícula Antiquark Down (
d
)
Teorizado Murray Gell-Mann (1964)
George Zweig (1964)
Descoberto SLAC (1968)
Massa 4,7 +0,5
−0,3
  MeV / c 2
Decai em Quark estável ou Up + elétron + antineutrino de elétron
Carga elétrica - 1 / 3 e
Carga de cor sim
Girar 1 / 2
Isospin fraco LH : - 1 / 2 , RH : 0
Hipercarga fraca LH : 1 / 3 , RH : - 2 / 3

O quark down ou quark d (símbolo: d) é o segundo mais leve de todos os quarks , um tipo de partícula elementar e um constituinte principal da matéria . Junto com o quark up , ele forma os nêutrons (um quark up, dois quarks down) e prótons (dois quarks up, um quark down) dos núcleos atômicos . Faz parte da primeira geração da matéria, tem carga elétrica de - 1 / 3   e e uma massa nua de 4,7 +0,5
−0,3
  MeV / c 2
. Como todos os quarks , o quark down é um férmion elementar com spin 1 / 2 e experimenta todas as quatro interações fundamentais : gravitação , eletromagnetismo , interações fracas e interações fortes . A antipartícula do quark down é o antiquark down (às vezes chamado de quark antidown ou simplesmente antidown ), que difere dele apenas porque algumas de suas propriedades têm magnitude igual, mas sinal oposto .

Sua existência (junto com a dos quarks up e estranhos ) foi postulada em 1964 por Murray Gell-Mann e George Zweig para explicar o esquema de classificação da Via Óctupla dos hádrons . O quark down foi observado pela primeira vez por experimentos no Stanford Linear Accelerator Center em 1968.

História

No início da física de partículas (primeira metade do século 20), os 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 delas nos anos 1950. As relações entre cada um deles não eram claras até 1961, quando Murray Gell-Mann e Yuval Ne'eman (independentemente um do outro) propuseram um esquema de classificação de hádrons denominado Via Óctupla , ou em termos mais técnicos, simetria de sabor SU (3) .

Este esquema de classificação organizou os hádrons em multipletos isospin , mas a base física por trás disso ainda não estava clara. Em 1964, Gell-Mann e George Zweig (independentemente um do outro) propuseram o modelo de quark , então consistindo apenas em quarks up , down e estranhos . No entanto, embora o modelo de quark explique a Via Óctupla, nenhuma evidência direta da existência de quarks foi encontrada até 1968 no Stanford Linear Accelerator Center . Experimentos de espalhamento inelástico profundo indicaram que prótons tinham subestrutura e que prótons feitos de três partículas mais fundamentais explicaram os dados (confirmando assim o modelo de quark).

A princípio as pessoas estavam relutantes em identificar os de três corpos como quarks, preferindo Richard Feynman 's Parton descrição, mas com o tempo a teoria de quark foi aceita (ver Revolução de Outubro ).

Massa

Apesar de ser extremamente comum, a massa nua do quark down não é bem determinada, mas provavelmente está entre 4,5 e 5,3  MeV / c 2 . Os cálculos da rede QCD fornecem um valor mais preciso: 4,79 ± 0,16  MeV / c 2 .

Quando encontrados em mésons (partículas feitas de um quark e um antiquark ) ou bárions (partículas feitas de três quarks), a 'massa efetiva' (ou massa 'revestida') dos quarks se torna maior por causa da energia de ligação causada pelo campo de glúons entre quarks (ver equivalência massa-energia ). Por exemplo, a massa efetiva de quarks down em um próton é em torno de 300  MeV / c 2 . Como a massa nua dos quarks down é tão pequena, ela não pode ser calculada diretamente porque os efeitos relativísticos devem ser levados em consideração.

Veja também

Referências

Leitura adicional