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 foregår ved, at de udveksler kraft-partikler. Indtil videre kender vi kun til fire forskellige kræfter; de såkaldte naturkræfter, som alle andre kraftpåvirkninger udspringer fra. Alle fire naturkræfter virker mellem kvarker.

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. Ladningerne beskrives ikke med betegnelserne positiv eller negativ, men med 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 elementarpartikler, men den den er meget kortrækkende så den har kun betydning på ganske små skalaer. Den har kun virkning over afstande, der er mindre en atomkernernes størrelse. Den svage kraft kan ændre én form for kvark til en anden form for kvark. Neutrinoer vekselvirker kun med andre partikler gennem den svage kraft, det er årsagen til neutrinoernes enorme gennemtrængningsevne.

4. Tyngdekraften

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

Tyngdekraften (også kaldet gravition) virker mellem alle partikler. Den er den svageste af de fire naturkræfter og er en milliard gange svagere end de tre andre, dog er den langtrækkende. På store afstande er den helt dominerende og styrer bl.a. planeternes og galaksernes bevægelser. På afstande af atomernes skala er tyngdekraften praktisk taget helt uden betydning og den ignoreres næsten altid i forbindelse med kvarker.

Stofpartikeltabel[redigér | redigér wikikode]

Der findes seks forskellige typer af kvarks:

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

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.