U-кварк

u-кварк

u-кварк (верхний кварк, ап-кварк)
Символ:	u
Состав:	Элементарная частица
Семья:	Фермион
Группа:	Кварк
Поколение:	Первое
Участвует во взаимодействиях:	сильное, слабое, электромагнитное, гравитационное
Теоретически обоснована:	Гелл-Манн, Цвейг (1964)
Обнаружена:	1967
Кол-во типов:	3
Масса:	1,5 - 3 МэВ/c2
Электрический заряд:	+2/3 e
Цветовой заряд:	r, g, b
Спин:	½
Кол-во спиновых состояний:	2

u-кварк или верхний (англ. up) кварк, принадлежит к первому поколению фундаментальных фермионов, имеет заряд +(2/3)e. Вместе с d-кварками u-кварки образуют нуклоны (протоны и нейтроны), которые являются основными составляющими атомного ядра. Протон состоит из двух u-кварков и одного d-кварка, а нейтрон — из одного u-кварка и двух d-кварков.

Квантовые числа

Спин u-кварка равен 1/2, чётность положительна. Проекции изоспина и слабого изоспина равны +1/2 (знак противоположен d-кварку). Барионное число равно +1/3; другие ароматы: лептонное число, странность, очарование, истинность и красота равны 0. Как и другие кварки, u-кварк несёт один из трёх цветовых зарядов (условно называемые красным, синим и зелёным).

Масса

Масса u-кварка лежит между 1,5 и 3 МэВ, он самый лёгкий среди кварков ^[1]. Отношение масс u-кварка и d-кварка составляет от 0,3 до 0,6 [2], [3].

История

Существование u-кварков впервые было предложено в 1964 г., когда Гелл-Манн и Цвейг разработали кварковую модель. Первые экспериментальные доказательства были получены в экспериментах по глубоко неупругому рассеянию в SLAC в 1967 г.

Адроны, содержащие u-кварк

• Мезоны:
  • Заряженные пионы (π^±) содержат u-кварк и d-антикварк (или наоборот), а нейтральный пион (π⁰) линейную комбинацию u-кварка и u-антикварка и d-кварка и d-антикварка (как и более тяжёлые ρ- и ω-мезоны, см. ниже)
  • Заряженные каоны (K^±) содержат один u-кварк или один u-антикварк.
  • Мезоны η и η', не имеющие аромата, являются линейной комбинацией нескольких кварк-антикварковых пар, в том числе и u-кварка и u-антикварка.
  • ρ^±-мезоны имеет тот же состав, что и заряженные пионы, только их спин равен 1, а не 0.
  • Нейтральный D⁰ мезон и заряженные B^± мезоны содержат u-кварки и u-антикварки.

• Барионы:
  • Протон (p) содержит два u-кварка, а нейтрон (n) — один.
  • Нейтральный дельта-барион (Δ⁰), положительный дельта-барион (Δ⁺) и двойной положительный дельта-барион (Δ⁺⁺) содержат один, два и три u-кварка соответственно.
  • Нейтральная лямбда-частица (Λ⁰) содержит один u-кварк. Очарованная положительная лямбда-частица (Λ⁺_c) аналогично.
  • Нейтральная сигма-частица (Σ⁰) и положительная сигма-частица (Σ⁺) содержат один и два u-кварка соответственно.
  • Нейтральная кси-частица (Ξ⁰) и очарованная положительная кси-частица (Ξ⁺_c) содержат u-кварк.
  • Античастицы вышеупомянутых барионов содержат u-антикварк.

Примечания

1. ↑ В литературе встречаются утверждения, что он может быть даже безмассовым [1].

См. также

• Кварк
• Изоспин

Литература

• Исчерпывающее описание всех известных свойств u-кварка находится в Review of Particle Properties [4] (англ.), [5] (англ.).