Kuark, tüm maddelerin temel bileşenleridir, ancak herhangi bir yapıya sahip görünmüyor ve bölünemez görünmektedir.
Atomların çekirdeklerini oluşturan parçacıklar olan protonlar ve nötronlar gerçekten çok küçük görünebilir. Ancak bilim adamları, bu atom altı parçacıkların kendilerinin daha da küçük bir şeyden - kuark adı verilen parçacıklardan oluştuğunu söylüyorlar .
Geoffrey West , "Bence bunu belirtmenin en basit yolu, kuarkların maddenin, çevremizdeki her şeyin temel bileşeni olmasıdır" diye açıklıyor . Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nda yüksek enerjili fizik grubunu kuran teorik bir fizikçi ve şu anda Santa Fe Enstitüsü'nde Shannan Seçkin Profesörü . (Aynı zamanda , fiziksel dünyanın yapısını ve büyümesini yöneten matematiksel yasaların biyolojik hayata ve insan toplumuna nasıl uygulandığını anlatan 2017 en çok satan " Ölçeği " nin de yazarıdır .)
The Conversation'da Melbourne Üniversitesi parçacık fizikçisi Takaski Kubota'nın açıkladığı gibi, elektronlar ve diğer leptonlar gibi kuarklar da herhangi bir yapıya sahip değiller ve bölünmez görünüyorlar .
Kuarklar o kadar küçüktür ki, tahmini boyutlarını ifade etmeye çalışmak bile akıllara durgunluk verir. University College London fizik profesörü Jon Butterworth açıkladı bir kuarkların yarıçapı sırayla kum tanesi kadar küçük olarak 2,4 trilyon kere bir protonun, daha kabaca 2.000 kat daha küçük olduğunu.
İlk olarak 1964'te Önerilen Kuarkların Varlığı
Kuarkların varlığı ilk kez 1964'te , parçacık fiziğinin Standart Modelinin geliştirilmesindeki kilit figürlerden biri olan California Institute of Technology teorik fizikçisi Murray Gell-Mann tarafından önerildi . 1969 Nobel Fizik Ödülü'nü kazanan Gell-Mann, protonların ve nötronların özelliklerini açıklamanın daha küçük parçacıklardan oluşmaları gerektiğini anladı. Aynı zamanda, başka bir CalTech fizikçisi Georg Zweig de bağımsız olarak fikir ortaya attı.
Kuarkların varlığı, 1967'den 1973'e kadar Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi'nde yapılan deneylerle doğrulandı .
West'in açıkladığı gibi kuarklarla ilgili tuhaf şeylerden biri, gözlemlenebilir olmalarıdır, ancak izole edilemezler. "İnce bir fark var" diyor. "Elektronlar gibi elektronların temelinde dir, ancakve elektronların gözlemleyebilirler ve izole edebilirisiniz. Bir elektrona işaret edebilirsiniz. Kuarklarla çekirdekten birini alıp masanın üzerine koyamazsınız ve onu inceleyin. "
Bunun yerine, devasa parçacık hızlandırıcıları kullanarak, bilim adamları elektronları hızlandırıyor ve onları çekirdeğin derinliğini araştırmak için kullanıyor. Elektronlar, çok karmaşık detektörler kullanılarak ölçülebilen kuarklardan yeterince derine inerlerse dağılırlar . West, "Hedefte protonların ve nötronların oluşturduğu şeyi yeniden inşa ediyoruz" diyor. "Kuarklar olarak tanımladığımız bu küçük nokta nesnelerini görüyorsunuz."
Altı Tür Kuark Vardır
Kuarkların oluşturdukları protonlara kıyasla kesirli yükleri vardır . Var kuark altı tür kütlesine dayalı olarak ve parçacıkların da açıklayan bir yol kadar renk adı verilen bir kalite var güçlü kuvvet arada tutan. Renk, kuarkları birbirine bağlayan güçlü kuvvetin habercisi olan gluonlar tarafından taşınır . ( Fotonlara benzerler .)
Kansas Üniversitesi fizikçilerinden oluşan bir ekip, kuarklar ve gluonlar arasındaki güçlü etkileşimi araştırmak için Fransa ile İsviçre arasındaki 27 kilometrelik bir tünelde bulunan devasa bir parçacık hızlandırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'na kurulan bir cihazı kullanmayı planlıyor .
Araştırmaya liderlik eden Kansas Üniversitesi fizik profesörü Christophe Royon , " Fikir , proton ve ağır iyon yapısını daha iyi anlamak - örneğin Kurşun gibi - ve doygunluk adı verilen yeni bir fenomeni incelemektir," diye açıklıyor. bir e-postada. "İki proton veya iki iyon çok yüksek enerjide çarpıştığında, alt yapılarına - kuarklar ve gluonlar - duyarlıyız ve gluon yoğunluğunun çok arttığı bazı bölgeleri araştırabiliriz."
Royon, "New York'ta metronun tamamen tıkalı olduğu yoğun saatlerde metronun benzetmesi olabilir" diye devam ediyor. "Bu durumda, gluonlar tek kimlikler gibi davranmazlar, ancak kalabalık bir metroda olduğu gibi toplu davranış sergileyebilirler, biri düşerse, insanlar birbirine çok yakın olduğu için herkes bunu hissedecektir. Bir noktada, protonlar veya ağır iyon, renkli cam yoğunlaşması adı verilen bir cam gibi katı bir nesne gibi davranabilir. Bu, LHC'de ve ayrıca ABD'de gelecekte Elektron-İyon Çarpıştırıcısı'nda görmek istediğimiz şeydir "
Royon, bu yoğun gluon malzemesinin varlığının kanıtını bulmanın, kuarklarla ilgili en büyük cevapsız sorulardan birine cevap vereceğini söylüyor. "Bu, maddenin yeni hali" diyor. "Göreceli Ağır İyon Çarpıştırıcısı veya Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda bazı ipuçları zaten ortaya çıktı, ancak henüz hiçbir şey kesin değil. Bu önemli bir keşif olabilir ve hem Büyük Hadron Çarpıştırıcısı hem de Elektron-İyon Çarpıştırıcısı bunu görmek için ideal makinelerdir."
Bilim adamları ayrıca bir kuarktan bile daha küçük bir şey olup olmadığını merak ediyorlar. "Soru soruluyor, başka bir seviye var mı?" West diyor. "Bunun cevabını bilmiyoruz."
Şimdi Bu İlginç
Gell-Mann parçacığın adını James Joyce'un 1939 deneysel romanı " Finnegans Wake " den aldı, "Toplanma İşareti için Üç kuark!"
