Down quark - Down quark

Down quark
Composition Particule élémentaire
Statistiques Fermionique
Génération Premier
Les interactions fort , faible , la force électromagnétique , la gravité
symbole

Antiparticule Down antiquark (

)
Théorisé Murray Gell-Mann (1964)
George Zweig (1964)
Découvert SLAC (1968)
Masse 4.7 +0,5
−0,3
  MeV / c 2
Se désintègre en Quark Stable ou Up + Electron + Electron antineutrino
Charge électrique - 1 / 3 e
Charge de couleur Oui
Tourner 1 / 2
Isospin faible LH : - 1 / 2 , RH : 0
Hypercharge faible LH : 1 / 3 , RH : - 2 / 3

Le quark down ou quark d (symbole: d) est le deuxième plus léger de tous les quarks , un type de particule élémentaire et un constituant majeur de la matière . Avec le quark up , il forme les neutrons (un quark up, deux quarks down) et les protons (deux quarks up, un quark down) des noyaux atomiques . Il fait partie de la première génération de matière, a une charge électrique de - 1 / 3   e et une masse nue de 4.7 +0,5
−0,3
  MeV / c 2
. Comme tous les quarks , le quark down est un fermion élémentaire avec spin 1 / 2 , et expérimente les quatre interactions fondamentales : la gravitation , l' électromagnétisme , les interactions faibles et les interactions fortes . L' antiparticule du quark down est l' antiquark down (parfois appelé quark antidown ou simplement antidown ), qui n'en diffère que par le fait que certaines de ses propriétés ont une magnitude égale mais un signe opposé .

Son existence (ainsi que celle des quarks up et étranges ) a été postulée en 1964 par Murray Gell-Mann et George Zweig pour expliquer le schéma de classification à huit voies des hadrons . Le quark down a été observé pour la première fois par des expériences au Stanford Linear Accelerator Center en 1968.

L'histoire

Aux débuts de la physique des particules (première moitié du XXe siècle), les hadrons tels que les protons , les neutrons et les pions étaient considérés comme des particules élémentaires . Cependant, à mesure que de nouveaux hadrons ont été découverts, le `` zoo de particules '' est passé de quelques particules au début des années 1930 et 1940 à plusieurs dizaines d'entre elles dans les années 1950. Les relations entre chacun d'entre eux n'étaient pas claires jusqu'en 1961, lorsque Murray Gell-Mann et Yuval Ne'eman (indépendamment l'un de l'autre) ont proposé un système de classification des hadrons appelé Eightfold Way , ou en termes plus techniques, la symétrie des saveurs SU (3) .

Ce schéma de classification a organisé les hadrons en multiplets d'isospin , mais la base physique derrière cela n'était pas encore claire. En 1964, Gell-Mann et George Zweig (indépendamment l'un de l'autre) ont proposé le modèle des quarks , alors composé uniquement de quarks haut , bas et étranges . Cependant, alors que le modèle des quarks expliquait la méthode Eightfold Way, aucune preuve directe de l'existence de quarks n'a été trouvée avant 1968 au Stanford Linear Accelerator Center . Des expériences de diffusion inélastique profonde ont indiqué que les protons avaient une sous-structure et que les protons constitués de trois particules plus fondamentales expliquaient les données (confirmant ainsi le modèle des quarks).

Au début , les gens étaient réticents à identifier les trois corps comme quarks, préférant plutôt Richard Feynman de Parton description, mais au fil du temps la théorie des quarks acceptée est devenu (voir Révolution de Novembre ).

Masse

Bien qu'elle soit extrêmement courante, la masse nue du quark down n'est pas bien déterminée, mais se situe probablement entre 4,5 et 5,3  MeV / c 2 . Les calculs QCD de treillis donnent une valeur plus précise: 4,79 ± 0,16  MeV / c 2 .

Lorsqu'elles sont trouvées dans des mésons (particules constituées d'un quark et d'un antiquark ) ou des baryons (particules constituées de trois quarks), la `` masse effective '' (ou masse `` habillée '') des quarks devient plus grande en raison de l' énergie de liaison causée par le champ de gluons entre quarks (voir équivalence masse-énergie ). Par exemple, la masse effective des quarks down dans un proton est d'environ 300  MeV / c 2 . Parce que la masse nue des quarks down est si petite, elle ne peut pas être calculée directement car les effets relativistes doivent être pris en compte.

Voir également

Les références

Lectures complémentaires