Kvark (fysik)

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Kvark
Protonen er opbygget af 3 kvarker: to up-kvarker og en down-kvark
Protonen er opbygget af 3 kvarker: to up-kvarker og en down-kvark
Klassificering
Elementarpartikel
Fermion
Generelle egenskaber
Generation Første, anden, tredje
Interaktion(er) Gravitation, Elektromagnetisme, Svag og Stærk kernekraft
Symbol q
Antal typer 6 (up, down, strange, charm, top og bottom)
Antipartikel Antikvark
Fysikke egenskaber
Elektrisk ladning + 23 e, - 13 e[1]
Farveladning Ja
Spin 12[2]
Levetid Stabil
Historie
Forudsagt Gell-Mann (1964)
Zweig (1964)
Opdagelse SLAC (1968)
Disambig bordered fade.svg For alternative betydninger, se Kvark.

Kvarker (ental: kvark, engelsk: quark) er elementarpartikler tilhørende gruppen af fermioner.

Der findes seks forskellige slags kvarker: Up, down, top (tidligere truth), bottom (tidligere beauty), charm og strange og de 6 antikvarker: Anti-up, anti-down, anti-top (tidligere anti-truth), anti-bottom (tidligere anti-beauty), anti-charm og anti-strange. Almindeligt stof( som vi møder i vores dagligdag) består udelukkende af up- og down-kvarker (samt elektroner), de fire resterende kvark typer anses derfor som eksotiske og sjældne i de fleste sammenhænge.

Ordet kvark er inspireret af James Joyces roman Finnegans Wake.

Egenskaber[redigér | redigér wikikode]

Det er ikke muligt for en kvark, at optræde isoleret; den vil altid være bundet til andre kvarker. I Standardmodellen for opbygningen af stof, er alle hadroner opbygget af kvarker (eller anti-kvarker). Hadroner optræder typisk, som enten baryoner eller mesoner. Baryoner består af tre bundne kvarker, mens mesoner består af en kvark og en antikvark. Typiske eksempler på baryoner er protoner og neutroner, som atomernes kerner f.eks. er bygget op af. Subatomare partikler som eksotiske mesoner og eksotiske bosoner er muligvist også hadroner, bestående af henholdsvis 4 kvarker og 5 kvarker.

Kvarker har altid en "farve" (rød, grøn eller blå). Det skal dog ikke opfattes som en farve i egentlig forstand, men nærmere en særlig form for ladning, man i partikelfysikken har valgt at betegne som en "farve" (engelsk: colour).

Kvarkerne sammensætter sig sådan, at de bliver "neutrale". En hadron kan kun eksistere, hvis dens kvarker tilsammen har en neutral farveladning, man kan derfor i enkelte tilfælde, støde på betegnelsen "farve-ladning" (engelsk: colour-charge). Grunden til at man anvender betegnelsen "farve", er at kvarkens egenskaber ikke alene kan beskrives ved gravitation og elektrisk ladning. Man har simpelthen opdaget nye egenskaber, som ikke direkte optræder i vores hverdag.

Kvarkerne binder sig til hinanden ved hjælp af gluoner (afledt fra det engelske ord 'glue', der betyder lim). Gluoner har også en farve.

Kræfter og vekselvirkninger[redigér | redigér wikikode]

Kraftpåvirkningen, eller vekselvirkningen om man vil, mellem to elementarpartikler forgår ved, at der udveksles en slags partikler mellem dem.

Indtil videre kender vi kun til fire forskellige kræfter; de såkaldte naturkræfter, som alle andre kraftpåvirkninger udspringer fra. De fire naturkræfter omfatter følgene:

1. Den elektromagnetiske kraft

I vores hverdag skelner vi mellem to kræfter nemlig: elektriske og magnetiske kræfter. Et ekempel på det kunne være fra elektromotorer og magneter. Men i begge tilfælde er det partiklernes elektriske ladninger man fokuserer på. Derfor omtaler vi begge disse kræfter som elektromagnetiske kræfter. Den elektromagnetiske kraft er den vekselvirkning, som finder sted mellem elektrisk ladede partikler. Alle elementarpartikler bortset fra neutrinoer er elektrisk ladede. Virkningen er afgørende for atomernes fysiske og kemiske egenskaber (fx kemiske bindinger, gnidningskræfter og imellem atomernes elektroner mm.), idet den findes mellem elektronerne. Alle elementarpartikler (undtagen neutrinoer) er elektrisk ladede, og når de påvirker hinanden, så udveklser de partikler i form af fotoner, som skaber den elektromagnetiske kræfter.


http://www.nakgym.dk/fysik/la/mechanics_3g_gif/krafttyper/magnetiskkraft.gif(Billed af magnetisk kraft)

2. Den stærke kraft
Nuvola apps download manager2-70%.svg Hovedartikel: Den stærke kraft.

Den stærke kraft findes kun mellem kvarker. Da både neutroner og protoner er sammensat af kvarker, er det den stærke vekselvirkning, som binder nukleonerne sammen i atomkernen. Man beskriver den stærke vekselvirkning med kvarkernes egenskaber, som minder om ladninger. Der er 6 ladninger, og man bruger ikke betegnelsen positiv og negativ, men i stedet bruger man betegnelserne rød, gul, blå, anti-rød, anti-gul og anti-blå. Derfor kaldes den stærke kraft også for farvekraften. [3]

3. Den svage kraft
Nuvola apps download manager2-70%.svg Hovedartikel: Den svage kraft.

Den svage kraft virker mellem alle slags elementarpartikler. Neutrinoer vekselvirker kun med andre partikler gennem denne vekselvirkning. Det er årsagen til neutrinoernes enorme gennemtræningsevne. Den har kun virkning over afstande, der er mindre en atomkernernes størrelse. Vi mærker derfor ikke meget til denne kraft i dagligdagen.


4. Tyngdekrafen:

Nuvola apps download manager2-70%.svg Hovedartikel: Tyngdekraften.

Tyngdekraften (Gravitionen) virker på alle partikler. Den er den svageste af de fire vekselvirkninger og er en milliard gange svagere end de tre øvrige vekselvirkninger; til gengæld er den langtrækkende. På afstande af atomernes skala er tyngdekraften praktisk taget helt uden betydning, men på store afstande er den derimod helt dominerende. Tyngdekraften styrer bl.a. planeternes og galaksernes bevægelser.

Stofpartikeltabel[redigér | redigér wikikode]

Der findes seks forskellige typer af kvarks:

Familie partikel symbol Masse·c²  el.lad./|e|  Baryontal  Vekselvirkning
1. Familie  Up kvark u 2 MeV[4] 2/3 1/3 Gr., em., svage, stærke 
Down kvark d 4,8 MeV[4] -1/3 1/3 Gr., em., svage, stærke
2. Familie Charm kvark c 1.270+70−110 MeV 2/3 1/3 Gr., em., svage, stærke 
Strange kvark s 92 MeV[4] -1/3 1/3 Gr., em., svage, stærke 
3. Familie Top kvark t 171.200±2.100 MeV 2/3 1/3 Gr., em., svage, stærke 
Bottom kvark b 4.200+170−70 MeV -1/3 1/3 Gr., em., svage, stærke 

Ud over disse seks kvarks, findes der også 6 tilsvarende anti-kvarkpartikler.

Kilder/referencer[redigér | redigér wikikode]

  1. ^ Bryndt Klinkby, Esben (september 2008). "Standardmodellens partikler og kræfter" (pdf). Kvant - tidskrift for fysik og astronomi 19 (3): 11-12. Hentet 4. maj 2011. 
  2. ^ Quigg, Chris. Elementarpartikler og kræfter. Hentet 4. maj 2011. 
  3. ^ Vejen til Fysik C, Knud Erik Nielsen og Esper Fogh, 2005, s. 162-165.
  4. ^ a b c Cornell University (2010, May 4). Elusive masses of up, down and strange quarks pinned down. ScienceDaily. Retrieved May 26, 2010

Eksterne henvisninger[redigér | redigér wikikode]


Naturvidenskab Stub
Denne naturvidenskabsartikel er kun påbegyndt. Hvis du ved mere om emnet, kan du hjælpe Wikipedia ved at udvide den.