קווארק

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

קווארק
סיווג
הרכב:	חלקיק יסודי
סטטיסטיקה:	פרמיון
חלקיק:	קווארק
תכונות
מסת מנוחה	ראה טבלה בגוף הערך
מטען חשמלי	ראה טבלה בגוף הערך; ‎-1/3e‎ או ‎2/3e‎
ספין:	‎1/2 $\hbar$ ‎
מטען צבע:	אדום, ירוק, כחול, אנטי-אדום, אנטי-ירוק או אנטי-כחול
אינטראקציה:	אינטראקציה חזקה
היסטוריה
נצפה?	טרם נצפה ישירות
שנת גילוי:	טרם נצפה ניסויית קווארק בודד

קווארק (quark) הוא אחד ההחלקיקים היסודיים - אבני הבניין הבסיסיות ביותר של החומר, שידועים בפיזיקה.

קיומו של החלקיק נחזה במקביל על ידי שני פיזיקאים: יובל נאמן הישראלי ומארי גל-מאן האמריקאי. האחרון זכה על עבודתו זו בפרס נובל לפיזיקה לשנת 1969. כמו כן הוא זה שהעניק להם את שמם הייחודי - לא מלטינית או יוונית, אלא לקוח מאשכבה לפינגאן של ג'יימס ג'ויס: "שלושה קווארקים למר מארק!".

לקווארקים מטען של $\ \frac 2 3$ או של $\ -\frac 1 3$ ממטען האלקטרון. אולם, הם לעולם לא נמצאים באופן מבודד, אלא רק בתוך חלקיקים המורכבים מכמה קווארקים. לכל הקווארקים יש ספין חצי.

בקווארקים יש שלוש חלוקות, אחת המחלקת אותם לשלושה דורות, ובכל דור לשני טיפוסים שונים, כך שיש שישה "טעמים", השנייה- תת חלוקה המחלקת את החלוקה הזו לפי מטען צבע לשלושה "צבעים", ובנוסף, חלוקה לפי כיוון הספין- עם או נגד כיוון התנועה. לכן, יכולות להיות 36 קומבינציות שונות של קווארקים, ובנוסף עוד 36 אנטי-קווארקים. הקומבינציות נקראות בעגה המקצועית "דרגות חופש". רשימת טעמי הקוורקים:

דור	שם	סימון	מטען חשמלי (e)	מסה משוערת (MeV)
1	למעלה	u	$\ \frac 2 3$	1.5 עד 4
1	למטה	d	$\ -\frac 1 3$	4 עד 8
2	מוזר	s	$\ -\frac 1 3$	80 עד 130
2	קסום	c	$\ \frac 2 3$	1,150 עד 1,350
3	תחתון	b	$\ -\frac 1 3$	4,100 עד 4,400
3	עליון	t	$\ \frac 2 3$	170,900 עד 177,500

חלוקת הצבעים היא לפי צבעי היסוד: "אדום", "ירוק" ו"כחול". אולם יש לזכור שהצבעים האלה הם רק שמות, שאין בינם לבין הצבעים האמיתיים ולא כלום, בדיוק כמו שהטעמים אינם הטעמים המוכרים לנו.

בגלל אופיו של הכח החזק, הקווארקים יכולים להיות מסודרים רק בצורה שבה "סכום הצבעים" יהיה "לבן" (ז"א, שמטען הצבע של המערכת יהיה אפס). וכפועל יוצא המטען הכולל יהיה כפולה שלמה של מטען האלקטרון. חלקיק שכזה, שמכיל בתוכו אוסף של קוורקים ואנטי קוורקים, ובנוסף גם גלואונים ש"מחזיקים" את החלקיק ביחד קוראים האדרון. יש שני סוגי האדרונים עיקריים:

מזון, בוזון המורכב מקווארק ומאנטי קווארק, אבל עם צבעים משלימים ("אדום" ו"אנטי אדום").
באריון, פרמיון המורכב משלושה קווארקים. בנוקליאונים כמו הפרוטונים, והנייטרונים יש קווארק אחד "אדום", אחד "ירוק", ואחד "כחול".

בנוסף, לאחרונה נתגלו חלקיקים המורכבים מחמישה קווארקים, פנטאקוורק, אולם הם בלתי יציבים ביותר. בהכללה לחלוקה לבאריונים ומזונים, אפשר להגדיר מספר בריוני, כך שכל קווארק הוא בעל "שליש מספר", וכל אנטי-קווארק בעל "מינוס שליש", במזונים המספר הבריוני הוא אפס, ובבריונים הוא אחד, לכן נהוג לסווג חלקיקים למזונים או בריונים לפי המספר הבריוני שלהם, ואת הפנטאקוורק מסווגים כבריון.