Как был непосредственно измерен электрический заряд кварка?

Question

Как был непосредственно измерен электрический заряд кварка?

харош

Каким образом был непосредственно измерен электрический заряд кварка, если кварки никогда не наблюдались по отдельности (из-за явления, известного как ограничение цвета )?

Любош Мотл

Что ж, при рассеянии высоких энергий вы как бы наблюдаете кварки по отдельности. В более общем плане КХД — теория, описывающая динамику кварков, а также связанные состояния кварков — согласуется со всеми проведенными нами наблюдениями связанных процессов, что было бы крайне маловероятно, если бы в КХД было что-то серьезно неправильное. Эта подтвержденная теория также подразумевает определенные заряды кварков, поэтому они также косвенно подтверждаются экспериментами.

Ответы (3)

Как был непосредственно измерен электрический заряд кварка?

Что ж, при рассеянии высоких энергий вы как бы наблюдаете кварки по отдельности. В более общем плане КХД — теория, описывающая динамику кварков, а также связанные состояния кварков — согласуется со всеми проведенными нами наблюдениями связанных процессов, что было бы крайне маловероятно, если бы в КХД было что-то серьезно неправильное. Эта подтвержденная теория также подразумевает определенные заряды кварков, поэтому они также косвенно подтверждаются экспериментами.

dmckee --- котенок экс-модератор · Answer 1

Сечение для

е^{+} + е^{-} \to д + \bar{д}

$e^+ + e^- \to q + \bar{q}$ соответствует квадрату заряда кварка (умноженному на количество цветов). Теперь кварки нельзя наблюдать изолированно, потому что они адронизуются.

Однако сечение для

е^{+} + е^{-} \to {мю}^{+} + {мю}^{-}

$e^+ + e^- \to \mu^+ + \mu^-$ идентичен, за исключением квадрата заряда мюона.

Итак, измерение

р знак равно \frac{о_{е^{+} + е^{-} \to адроны}}{о_{е^{+} + е^{-} \to мю + {мю}^{-}}}

$R = \frac{\sigma_{e^+ + e^- \to \text{hadrons}}}{\sigma_{e^+ + e^- \to \mu + \mu^-}}$ является измерением

\frac{# цветов \times \sum_{доступные вкусы} д_{вкус}^{2}}{д_{мю}^{2}} знак равно \frac{# цветов \times \sum_{доступные вкусы} д_{вкус}^{2}}{1} .

$\frac{\text{# of colors} \times \sum_\text{accessible flavors} q^2_\text{flavor}}{q^2_\mu} = \frac{\text{# of colors} \times \sum_\text{accessible flavors} q^2_\text{flavor}}{1} \quad .$

Доступные ароматы зависят от энергии центра масс, поэтому можно наблюдать увеличение по мере того, как энергия поднимается после последовательных масс кварков (умножить на 2).

Эта фигура :

показывает $R$ в диапазоне энергии центра масс ( переменная Мандельштама $s$ ), который охватывает диапазон от включения только «легких» кварков (верхних, нижних и странных) до включения всех кварков снизу с достаточным диапазоном, чтобы показать длинное плато около порога нижнего кварка.

Результаты согласуются с тремя цветами и обычными отнесениями зарядов (верхние кварки +2/3, нижние кварки -1/3) из барионного спектра.

Итак, я снова нашел фигуру, но теперь мне нужна ссылка на первоисточник для ее происхождения. Эта версия была вырезана и вставлена из marge.phys.washington.edu/Library/quarks.pdf , которая, похоже, не дает библиографической ссылки на рисунок.
Согласно этой странице , ссылка на вашу фигуру: F. Halzen and D. Martin, "Quarks and Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics", Wiley 1984. Как я нашел это? Просто введите URL-адрес изображения в поисковую систему Google Images .

Анна В · Answer 2

Интересна история предложения кварковой модели адронов.

Кварковая модель была независимо предложена физиками Мюрреем Гелл-Манном и Джорджем Цвейгом в 1964 году. Это предложение было сделано вскоре после того, как Гелл-Манн в 1961 году сформулировал систему классификации частиц, известную как [Восьмеричный путь] — или, говоря более технически, SU( 3) вкусовая симметрия. В том же году физик Юваль Нееман независимо разработал схему, аналогичную Восьмеричному Пути.

Во время зарождения кварковой теории «зоопарк частиц» включал, среди прочих частиц, множество адронов. Гелл-Манн и Цвейг утверждали, что они не были элементарными частицами, а состояли из комбинаций кварков и антикварков. Их модель включала три вида кварков — верхний, нижний и странный, которым они приписывали такие свойства, как спин и электрический заряд. Первоначальная реакция физического сообщества на это предложение была неоднозначной. Были особые разногласия по поводу того, был ли кварк физической сущностью или абстракцией, используемой для объяснения концепций, которые в то время не понимались должным образом.

История продолжается, но именно классификация множества адронов по представлениям группы симметрии SU(3) упростила зоопарк частиц. Идентификация векторов, входящих в SU(3)_flavor, как «кварков» стала приемлемой из-за симметрии. Заряды кварков определяются этой симметрией, иначе классификация «восьмеричным способом» не работала бы.

В некотором смысле измерение зарядов кварков происходит из различных SU (3)-представлений составных адронов:

восьмерка декуплет

----------мезонный октет ------------------------------- барионный декуплет

--------заряд идет по диагонали--------

Реальность существования кварков как частиц (а не как удобных математических инструментов) пришла при зондировании протонов с высокими энергиями и изучении продуктов взаимодействия, которые можно было идентифицировать как кварки и глюонные струи КХД, сильное взаимодействие. См. также комментарий Любоша к вашему вопросу.

Дюран Дэниел · Answer 3

Это самая большая неразбериха, которую создало человечество: SU(3)-симметрия может работать, если предположить, что кварки заряжаются вверх от центра SU(3)-симметрии: 1/3, 2/3, 1/2, а электрон = -1/2. Нейтрон с зарядом электрона будет равен 1, а протон без него будет 1,5. Дисбаланс от Unity будет объяснять его позитивность. Таковы нейтрон, ограниченное нейтральное Единство и протон, его возбужденная форма. Вот оно!

Непонятно, о чем вы пытаетесь спросить. Это гипотеза, которую вы хотите проверить? В чем сомнения? Также язык труден для понимания. Попробуйте перефразировать. Воздержитесь от публикации необоснованных претензий.

Как был непосредственно измерен электрический заряд кварка?

харош

Любош Мотл

Ответы (3)

dmckee --- котенок экс-модератор

dmckee --- котенок экс-модератор

Руслан

Анна В

Дюран Дэниел

происхождение

Почему нет составных частиц с дробными зарядами?

Что заставляет кварки оставаться внутри протона?

Является ли цветовой заряд наблюдаемым в квантовой механике?

Почему все кварки не сгруппированы в один гигантский адрон?

Мультикварковые состояния и молекулярная КХД

Имеют ли смысл свойства, приписываемые кваркам?

Почему электрон и протон имеют одинаковый, но противоположный электрический заряд?

Удержание цвета и целочисленный электрический заряд?

Что происходит с отдельными кварками, образующимися в «цепочке» распада бозона WWW?

Почему мы до сих пор называем заряд электрона элементарным (ЭМ) зарядом?