D-кварк - Упоминания в других статьях

В стандартной модели элементарных частиц как протоны, так и нейтроны состоят из элементарных частиц, называемых кварками. Наряду с лептонами, кварки являются одной из основных составляющих материи. И первые и вторые являются фермионами. Существует шесть типов кварков, каждый из которых имеет дробный электрический заряд, равный + или − элементарного. Протоны состоят из двух u-кварков и одного d-кварка, а нейтрон — из одного u-кварка и двух d-кварков. Это различие объясняет разницу в массах и зарядах протона и нейтрона. Кварки связаны между собой сильными ядерными взаимодействиями, которые передаются глюонами.

Прото́н (от др.-греч. πρῶτος — первый, основной) — элементарная частица. Относится к адронам, имеет спин 1/2, электрический заряд +1. В физике элементарных частиц рассматривается как нуклон с проекцией изоспина +1/2 (в ядерной физике принят противоположный знак проекции изоспина). Состоит из трёх кварков (один d-кварк и два u-кварка). Стабилен (нижнее ограничение на время жизни — 2,9×10²⁹ лет независимо от канала распада, 1,6×10³³ лет для распада в позитрон и нейтральный пион).

Элементарные частицы, состоящие из «верхних», «нижних» и странных кварков, и даже более сложные структуры, аналогичные атомным ядрам, обильно производятся в лабораторных условиях, но распадаются за время порядка 10^-9 сек. Это обусловлено гораздо большей массой странного кварка по сравнению с верхним и нижним. Вместе с тем существует гипотеза, что достаточно большие «странные ядра», состоящие из примерно равного количества верхних, нижних и странных кварков, могут быть более стабильными. Дело в том, что кварки относятся к фермионам, а принцип Паули запрещает двум одинаковым фермионам находиться в одном и том же квантовом состоянии, вынуждая частицы, «не успевшие» занять низкоэнергетичные состояния, размещаться на более высоких энергетических уровнях. Поэтому если в ядре имеется три разных сорта («аромата») кварков, а не два, как в обычных ядрах, то большее количество кварков может находиться в низкоэнергетических состояниях, не нарушая принципа Паули. Такие гипотетические ядра, состоящие из трёх сортов кварков, и называются страпельками.

Родители Фридмана эмигрировали в США из России. Джером Айзек Фридман родился в Америке, Чикаго. Окончил Чикагский университет. Там же защитил диссертацию и получил степень доктора по физике (1956). Преподавал в Чикагском университете (1956-57) и Стенфордском университете (1957-60). С 1960 Джером Фридман преподает в Массачусетском технологическоим институте. Здесь он получил должность профессора и в 1983 возглавляет кафедру физики. На протяжении своей карьеры Фридман занимался исследованиями в области элементарных частиц. Физики к тому времени уже знали о существовании протонов и нейтронов. С 1950 предпринимаются попытки найти более мелкие частицы. В 1964 ученые М. Гелл-Манн и Джордж Цвейг сделали предположение о существовании кварков, но доказать их существование не могли. Используя новейший мощный линейный ускоритель в Стенфорде, Фридман и его коллеги — Ричард Э. Тейлор и Генри В. Кендалл в 1967-73 провели ряд экспериментов по бомбардировке протонов электронами. Ожидалось, что электроны либо пройдут сквозь них, либо перепрыгнут. Действительность опровергла их ожидания. При увеличении скорости электронов до величины, близкой к скорости света, ученые увидели, что большинство из этих электронов отскакивают от протонов под разными углами самым удивительным образом, что подтверждало наличие в них каких-то более мелких частиц, условно названных кварками. В результате тщательной обработки результатов эксперимента и классификации найденных частиц, ученые представили набор кварков, названных: верхний (up), нижний (down), очарованный (charm), странный (strange), истинный (truth), красивый (beauty).