"Institute of Educational Policy" Books

Search

Go
Show

Η ταξινόμηση των σωματίων

α. Αδρόνια και quarks (κουάρκς)

Η αφθονία των σωματίων κάνει την ταξινόμησή τους μια μάλλον περίπλοκη υπόθεση. Συνήθως η ταξινόμηση των σωματίων βασίζεται στις αλληλεπιδράσεις. Τα σωμάτια που εκδηλώνουν ισχυρές αλληλεπιδράσεις λέγονται αδρόνια. Στα αδρόνια ανήκουν τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Όλα τα αδρόνια έχουν δομή και αποτελούνται από πιο μικροσκοπικά συστατικά, που λέγονται quarks. Τα quarks έχουν ως φορτίο κλάσμα του στοιχειώδους ηλεκτρικού φορτίου. Σήμερα πιστεύουμε ότι τα quarks δεν έχουν εσωτερική δομή. Υπάρχουν έξι quarks, στα οποία έχουμε δώσει περίεργα ονόματα και τα οποία χωρίζουμε σε τρία ζεύγη. Ας σημειώσουμε ότι όλα τα αδρόνια που παρατηρούμε σήμερα στο Σύμπαν είναι φτιαγμένα από το ζεύγος των quarks up και down. Το ηλεκτρικό φορτίο του up είναι 2/3 e και του down -1/3 e.

Τα quarks δεν εμφανίζονται ποτέ ελεύθερα αλλά πάντα σε ομάδες με άλλα quarks. Η ομαδοποίησή τους γίνεται κατά τέτοιο τρόπο, ώστε τα αδρόνια που σχηματίζουν να έχουν πάντα ακέραιο ηλεκτρικό φορτίο (0, ±1e, ±2e κτλ.). Έτσι, για παράδειγμα, το πρωτόνιο αποτελείται από 2 up και 1 down (uud), ενώ το νετρόνιο από 1 up και 2 down (udd).

Τα 6 quarks εικονίζονται στο παρακάτω σχήμα: up (πάνω) - down (κάτω), charm (γοητευτικό) - strange (παράδοξο), top (κορυφή) - bottom (πυθμένας).

(*) Δημιουργία ενός μόνο φωτονίου μ΄ αυτή την ενέργεια είναι αδύνατη, γιατί θα παραβιαζόταν η αρχή διατήρησης της ορμής.

3-13 Murray Gell-Mann (1929) αριστερά και Richard Feynman (1918-1988) δεξιά. Η θεωρητική εργασία τους στα στοιχειώδη σωμάτια τιμήθηκε με Nobel το 1969 και 1965 αντίστοιχα.