C-kvarkki

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
c-kvarkki
Rakenne Alkeishiukkanen
Perhe Fermioni
Sukupolvi Toinen
Vuorovaikutus Painovoima
Sähkömagneettinen
Vahva vuorovaikutus
Heikko vuorovaikutus[1]
Antihiukkanen c-antikvarkki
Löydetty teoreettisesti Sheldon Glashow, John Iliopoulos ja Luciano Maiani (1970)
Löydetty SLAC ja BNL (1974)
Symboli c
Sähkövaraus +⅔ e[1]
Värivaraus on
Spin ½[1]

C-kvarkki (engl. charm) eli lumo-kvarkki on alkeishiukkanen ja yksi kuudesta kvarkkityypistä. Muut tyypit ovat u-, d-, s-, b- ja t-kvarkit. Vastaava antihiukkanen on c-antikvarkki.

Muiden kvarkkien tapaan c-kvarkin spin on 1/2 ja baryoniluku 1/3. C-kvarkin isospin I3 on 0 ja sähkövaraus +2/3e. Lisäksi siihen liittyy oma kvanttilukunsa, jota kutsutaan lumoksi ja jonka arvoksi kvarkille on määritelty +1. C-kvarkki kuuluu samaan kvarkkiduplettiin s-kvarkin kanssa.[2] C-kvarkin massa on 1000–-1400 MeV. Se on kvarkeista neljänneksi kevein, mutta jo selvästi raskaampi kuin kolme kevyempää kvarkkia.[3]

C-kvarkki ei kuulu alkuperäisen kvarkkimallin ennustamiin hiukkasiin. Sen olemassaololla oli spekuloitu jo aikaisemmin, mutta kvarkin ominaisuudet ennustettiin teoreettisesti vasta vuonna 1970, kun hiukkaskiihdytinten teho oli kasvanut niin paljon, ettei kaikkia niissä havaittuja hiukkasia voitu enää selittää kolmen alkuperäisen kvarkin avulla. Mikään c-kvarkin sisältävä hiukkanen ei ole stabiili ja ensimmäisenä sellaisen, nykyisin J/ψ-mesonina tunnetun hiukkasen, löysivät toisistaan riippumatta SLAC:ssa Burt Richterin ja BNL:ssa Samuel Tingin johtamat tutkimusryhmät vuonna 1974.[2] Richter ja Ting saivat löydöstä Nobelin fysiikanpalkinnon vuonna 1976.[4]

C-kvarkin elinikä on 1,1 · 10-12 sekuntia ja se hajoaa 95% todennäköisyydellä s-kvarkiksi tai 5% todennäköisyydellä d-kvarkiksi. Lisäksi virtuaalisen W+-bosonin kautta muodostuu positroni ja elektronin neutriino.[5]

C-kvarkkeja sisältävän hiukkasen lumo määritellään kaavalla C = [(c-kvarkkien lukumäärä) - (c-antikvarkkien lukumäärä)].[3]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Schumm, Brian A.: Syvällä asioiden sydämessä: Hiukkasfysiikan kauneus. Suom. Kimmo Pietiläinen. The Johns Hopkins University Press, 2004. ISBN 952-5202-91-7.

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c Schumm 2004, s. 135
  2. a b Jukka Maalampi, Tapani Perko: Lyhyt modernin fysiikan johdatus, 4. korjattu painos, s. 184–187. Helsinki: Limes ry, 2006. ISBN 951-745-213-6. (suomeksi)
  3. a b Antti Hakola: Ydin- ja alkeishiukkasfysiikka, Raportti TKK-F-B204, ISBN 978-951-22-9178-6, luku 7
  4. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1976/index.html
  5. HyperPhysics: Kvarkit (englanniksi)

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]