Kvarkkien muodostamat hiukkaset.

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Pitkäikäisiä kvarkkejahan on kahdenlaisia ja niiden varaukset ovat (down quark) -1/3 ja (up quark) 2/3. Eräälllä luennolla kerrottiin, että neutronin nollavaraus tulee siitä kun neutronissa on kaksi down kvarkkia ja yksi up kvarkki. Protonissa taas on sama toisin päin eli d,u,u. Tätä rupesin ynnäilemään että mitä muita vaihtoehtojaa näistä kvarkeista voisi koota.
Vaihtoehtoja on neljä Tässä niiden koostumukset ja varaukset:
ddd -1
ddu 0
duu +1
uuu +2

Protonin ja neutornin tuolta tunnistaakin heti, mutta entäs tämä -1 hiukkanen (ddd)? Onko tämä nyt sitten se anti-protoni? Niin ja sitten on vielä kolme up kvarkkia sisältävä +2 varauksen omaava hiukkanen. Mikäs sen nimi on, vai onko se edes mahdollinen?

Kommentit (15)

Vierailija

Jos puristetaan elektroni ja protoni yhteen saadaan neutroni.
Jos saataisiin puristettua vielä yksi elektroni neutroniin ja muutettua viimeinenkin up-kvarkki downiksi, saataisiin tuo ddd.
Ei tosin taida olla fysiikan lakien mukaista.

Mitkä varaukset muuten ovat muilla kvarkeilla. Pohja, huippu, outo jne...

Vierailija

u = ylös
up
d = alas
down
s = outo
strange
c = lumo
charm
t = totuus (tai huippu)
truth tai top
b = kauneus (tai pohja)
beauty tai bottom

Vierailija

Luulisi, että joku uuu ei pysyisi kovin helposti kasassa uuu taitaa olla muistaakseni Delta++ baryoni????

EDIT: Ai joo tuolla linkissähän se onkin...

Vierailija

Ahaa. Nonniin. Nyt siis selvisi, että uuu ja ddd ovat olemassa. Ne tosin hajoavat järjettömän nopeasti, joten niiden avulla ei oikein ruveta rakentelemaan uusia atomeita. Itseasiassa kaikki paitsi protonit ja neutornit hajoavat tosi nopeasti. Muilla tuskin on mitään käytännön sovellutusta, ennen kuin tuota opitaan hallitsemaan. Ihemttelen vain sitä, että neutronillakin on hajoamisaika 885,7 sekuntia. Miten sitten vakaissa ytimissä neutronit pysyvät hengissä ikuisesti, kun kerran yksinään ne hajoavat noinkin pian? Voisiko siis jonkun epätavallisemman hiukkasen saada pysymään hengissä jos sen parittaisi johonkin ytimeen?

Vierailija
Tetrafuran
Ihemttelen vain sitä, että neutronillakin on hajoamisaika 885,7 sekuntia. Miten sitten vakaissa ytimissä neutronit pysyvät hengissä ikuisesti, kun kerran yksinään ne hajoavat noinkin pian? Voisiko siis jonkun epätavallisemman hiukkasen saada pysymään hengissä jos sen parittaisi johonkin ytimeen?

Juu vahva vuorovaikutushan pitää hadronit koossa, sen välittäjähiukkanen on gluoni. Vahva vuorovaikutus on vahvin perusvuorovaikutuskista standardimallin mukaan, mutta sekin on ilmeisesti epävakaa yksin.

Ilmeisesti ytimeenkin tarvitaan jotain, joka pitää ne kasassa ytimessä, kaiketi myös gluoni... Ilmeisesti ydin on vain niin "kestävä" rakenne.

EDIT: Ei kun hei elektroni on negatiivisesti varautunut ja protoni positiivisesti eikö se selittäisi ainakin miksi protonit pysyvät ytimessä? Mutta entäs sitten neutroni, jonka varaus on 0?

Vierailija
Tetrafuran
Ahaa. Nonniin. Nyt siis selvisi, että uuu ja ddd ovat olemassa. Ne tosin hajoavat järjettömän nopeasti, joten niiden avulla ei oikein ruveta rakentelemaan uusia atomeita.

Et ottanut nyt huomioon yhtä seikkaa, delta- (ddd) ja delta++ (uuu) ovat spin 3/2-baryoneja eli niissä kaikilla kvarkeilla on samansuuntainen spin. Spin 3/2-baryonien joukosta köytyvät myös uud (delta+) ja udd (delta0) baryonit, jotka eivät ole protoni ja neutroni huolimatta samasta kvarkkisisällöstä, koska kaikkien kvarkkien spinit ovat samansuuntaiset.

Neutroni ja protoni taas kuuluvat spin 1/2 baryoneihin, joissa kahden kvarkin spin on samansuuntainen ja kolmannen erisuuntainen. Tässä spin 1/2-baryonien ryhmässä ei nykyisen (puutteellisen) teorian mukaan ole ddd ja uuu -baryoneja, vaikka ne oikeasti löytyvätkin.

Samoin mesoneissa eli kvarkin ja antikvarkin muodostamissa hadroneissa löytyy spin 0 ja spin 1 mesoneja. Spin 0-mesoneissa kvarkkien spinit ovat erisuuntaiset (eli kumoavat toisensa) ja spin 1-mesoneissa samansuuntaiset (spin 1/2 + spin 1/2 = 1)

Vierailija

öö... joo. Pikkusen meni ohi, mutta yritetään kuitenkin pysytellä kärryillä tai sen lähettyvillä.
No mitenkäs sitten se spinien summa vaikuttaa lopputulokseen? Jos spinien summa on nolla, niin ihan normaalin intuition mukaan senhän pitäisi olla hyvä asia. Tietysti tässä logiikassa on se huono homma, että intuitiosta on fysiikassa usein enemmän haittaa kuin hyötyä.

Vierailija

kuvitellaan että aurinko on atomi. Noh miten siellä sit vaan vois olla protoni ja neutroni ? Mehän tiedämme että aurinko koostuu monista atomeista.
Vastaus on että

Helimumista ja vedystä. Mutta nuokin koostuvat pienemmistä jutuista.

Mutta kvarkeistahan ei voi 100% tietää. Voi vaan spekuloida.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
Tetrafuran
Ihemttelen vain sitä, että neutronillakin on hajoamisaika 885,7 sekuntia. Miten sitten vakaissa ytimissä neutronit pysyvät hengissä ikuisesti, kun kerran yksinään ne hajoavat noinkin pian? Voisiko siis jonkun epätavallisemman hiukkasen saada pysymään hengissä jos sen parittaisi johonkin ytimeen?

Vapaa neutroni hajoaa, koska sen hajoamistuotteiden yhteenlaskettu energia on pienempi kuin neutronilla. Betahajoamisen suhteen stabiilissa atomiytimessä tilanne on kuitenkin sellainen, että sillä ytimellä, joka neutronin muuttuessa protoniksi (betahajoamisessa, toisin sanoen) muodostuisi, on sidosenergiaa vähemmän kuin neutronin hajoamisesta jää yli. Koska tuota energiaa ei voi saada mistään, neutronit eivät voi hajota ytimessä. Vastaava tilanne on neutronitähdissä, joissa neutronit ovat myös pysyviä.

Tuota lyhytikäisten hiukkasten stabilointia erinäisillä kikoilla vastaan puhuu se, että sellaisia ei ole havaittu. Modernit havaintomenetelmät löytäisivät kyllä äärimmäisen pienetkin pitoisuudet, jos jotain eksoottista ainetta olisi normaalin seassa. Ja vaikea myöskään uskoa, että ihmisen heikkoenergisillä prosesseilla pystyttäisiin tuottamaan jotain, jota supernovaräjähdyksissä (jollaisen jämistä Maapallo on koostunut) ei luonnostaan synny.

Vierailija
Neutroni
Tetrafuran
Ihemttelen vain sitä, että neutronillakin on hajoamisaika 885,7 sekuntia. Miten sitten vakaissa ytimissä neutronit pysyvät hengissä ikuisesti, kun kerran yksinään ne hajoavat noinkin pian? Voisiko siis jonkun epätavallisemman hiukkasen saada pysymään hengissä jos sen parittaisi johonkin ytimeen?



Vapaa neutroni hajoaa, koska sen hajoamistuotteiden yhteenlaskettu energia on pienempi kuin neutronilla. Betahajoamisen suhteen stabiilissa atomiytimessä tilanne on kuitenkin sellainen, että sillä ytimellä, joka neutronin muuttuessa protoniksi (betahajoamisessa, toisin sanoen) muodostuisi, on sidosenergiaa vähemmän kuin neutronin hajoamisesta jää yli. Koska tuota energiaa ei voi saada mistään, neutronit eivät voi hajota ytimessä. Vastaava tilanne on neutronitähdissä, joissa neutronit ovat myös pysyviä.

Tuota lyhytikäisten hiukkasten stabilointia erinäisillä kikoilla vastaan puhuu se, että sellaisia ei ole havaittu. Modernit havaintomenetelmät löytäisivät kyllä äärimmäisen pienetkin pitoisuudet, jos jotain eksoottista ainetta olisi normaalin seassa. Ja vaikea myöskään uskoa, että ihmisen heikkoenergisillä prosesseilla pystyttäisiin tuottamaan jotain, jota supernovaräjähdyksissä (jollaisen jämistä Maapallo on koostunut) ei luonnostaan synny.

Eikös pimeää ainetta ole havaittu,

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
fenomenologi

Tuota lyhytikäisten hiukkasten stabilointia erinäisillä kikoilla vastaan puhuu se, että sellaisia ei ole havaittu. Modernit havaintomenetelmät löytäisivät kyllä äärimmäisen pienetkin pitoisuudet, jos jotain eksoottista ainetta olisi normaalin seassa. Ja vaikea myöskään uskoa, että ihmisen heikkoenergisillä prosesseilla pystyttäisiin tuottamaan jotain, jota supernovaräjähdyksissä (jollaisen jämistä Maapallo on koostunut) ei luonnostaan synny.



Eikös pimeää ainetta ole havaittu,

Siinä mielessä kyllä, että erästä havaittua luonnonilmiötä kutsutaan pimeäksi aineeksi. Siitä mitä se on, ei ole liikaa tietoa, mutta käsittääkseni sen verran kuitenkin tiedetään suurella varmuudella, ettei se koostu tuntemistamme hiukkasista. Pimeällä tarkoitetaan juuri sitä, ettei pimeä aine vuorovaikuta ollenkaan sähkömagneettisen vuorovaikutuksen kautta, eikä sitä, että pimeä aine olisi jotenkin mustaa tai valoa absorboivaa, niin kuin pimeä arkikielessä tarkoittaa. Koska pimeä aine ei vuorovaikuta sähkömagneettisesti, se on täysin näkymätöntä, eikä myöskään voi koskettaa normaalia kiinteää ainetta, koska kosketus on sähkömagneettisesti välittyvä voima. Se menee siis normaalin aineen läpi huomaamatta, ja korkeintaan vaikuttaa ytimien kanssa vahvasti tai heikosti (jos pimeä aine sellaisia vuorovaikutuksia tuntee). Gravitaation pimeä aine tuntee, ei sitä muuten olisi havaittukaan, mutta se on normaaleilla massoilla mitättömän heikko voima.

Kvarkit, ja niistä koostuvat kompleksit, vuorovaikuttavat kyllä sähkömagneettisesti. Mahdolliset pysyvät tuntemattomat kvarkeista koostuvat aineen muodot eivät siis olisi pimeää.

Vierailija
Tetrafuran

Mutta siis asiaan: Mikä on uuu hiukkanen ja mikä on ddd hiukkanen? Ovatko ne edes mahdollisia?

- Eiks noille upille ja downille ole niiden antihiukkaset, eli anti-down ja anti-up:
up: +2/3e
down -1/3e
antiup -2/3e
antidown: 1/3e

Uusimmat

Suosituimmat