Hadroni

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Hadroneiksi sanotaan hiukkasia, jotka koostuvat vahvaa vuorovaikutusta välittävien gluonien yhteensitomista kvarkeista[1]. Hadronit voidaan jakaa kvarkkilukumääränsä mukaan kahteen alaluokkaan: baryoneihin ja mesoneihin. Esimerkiksi protoni on hadroni.[2]

Baryonit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Baryoneihin kuuluva protoni koostuu kahdesta u-kvarkista ja yhdestä d-kvarkista.

Baryonit koostuvat kolmesta kvarkista ja antibaryonit kolmesta antikvarkista.[3]

Baryonit voidaan jakaa spin-luvun mukaan vielä kahteen alaluokkaan spin 1/2 ja spin 3/2 -baryoneihin. Spin 1/2 -baryoneilla kahden kvarkin spin on samansuuntainen ja kolmannen kvarkin erisuuntainen. Spin 3/2 -baryonien kaikkien kvarkkien spinit ovat samansuuntaiset. Koska baryonien spin on puoliluku, ne kuuluvat fermioneihin.

Tunnetuimmat ja pysyvimmät (eivät hajoa heti muiksi hiukkasiksi) baryonit ovat kahdesta ylös-tyypin kvarkista ja yhdestä alas-tyypin kvarkista koostuva protoni sekä kahdesta alas-tyypin ja yhdestä ylös-tyypin kvarkista koostuva neutroni. Ylös-kvarkin varaus on +2/3 ja alas-kvarkin –1/3. Näin protonin varaukseksi tulee +1 ja neutronin varaukseksi 0.

Vuosina 2003 on nähty joitain kokeellisia viitteitä neljästä kvarkista ja yhdestä antikvarkista koostuvasta baryonista.[4] Tuoreimmat kokeet ovat saattaneet nämä tulokset epäilyksen alaisiksi.[5] Tiedeyhteisö pitää todennäköisempänä, että löydöt ovat olleet vain tilastollista harhaa.

Mesonit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Mesoneihin kuuluva pioni koostuu u-kvarkista ja anti-d-kvarkista.

Mesonit koostuvat kvarkki-antikvarkkiparista.[3]

Mesonit voidaan jakaa spinien perusteella spin 0 ja spin 1 -mesoneihin. Koska niiden spin on kokonaisluku, kuuluvat ne bosoneihin. Spin 0 -mesoneilla kahden kvarkin spinit ovat erisuuntaiset ja spin 1 -mesoneilla samansuuntaiset. Mesoneista kevyimmät ovat pionit, joita on kolme (sähkövarauksin +1,0 ja –1). Pysyviä mesoneja ei ole, vaan ne hajoavat kevyemmiksi hiukkasiksi erittäin nopeasti.

Tutkimus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

CERN:in vuonna 2008 valmistuneella Large Hadron Colliderilla tullaan raskaita alkuaineita (lyijy) törmäyttämällä tutkimaan niiden perimmäistä rakennetta. Nykyisin kvarkkien oletetaan olevan jakaumattomia, tulevien kokeiden hadroni-kiihdyttimellä odotetaan tuovan lisätietoa asiasta.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Virtual Visitor Center - Hadrons (html) SLAC National Accelerator Laboratory. (englanniksi)
  2. Kervinen, Martti et al.: ”Tavallisimmat alkeishiukkaset”, ”Atomi- ja ydinfysiikka”, MAOL-taulokot, s. 115. Helsinki: Kustannusosakeyhtiö Otava, 2013. ISBN 978-951-1-26270-1.
  3. a b David Griffths: ”1.8”, Introduction To Elementary Particles. Wiley, 1987. ISBN 0-471-60386-4. (englanniksi)
  4. HyperPhysics - Pentaquark (html) (englanniksi)
  5. Kandice Carter: The rise and fall of the pentaquark 2006. Symmetry Magazine. (englanniksi)