Úvod

Kvark je najmenšou známou stavebnou jednotkou hmoty. Tieto častice sa nikdy nevyskytujú osamotené, vždy len v kombinácií s inými kvarkmi vo väčších časticiach hmoty. Štúdiou týchto väčších častíc vedci zistili, aké majú kvarky vlastnosti. Protóny a neutróny pozostávajú z kvarkov. Bez kvarkov by neexistovali atómy a bez atómov by neexistovala hmota.
Existuje 6 druhov kvarkov. Sú označované UP(horný), DOWN(dolný), CHARM(pôvabný), STRANGE(zvláštny), TOP(vrchný) a BOTTOM(spodný). Všetky druhy (označované aj vône) majú určitú hmotnosť a elektrický náboj. Bežná hmota – ktorá je tvorená z atómov – obsahuje len dva najľahšie druhy kvarkov – UP a DOWN. Druhé najľahšie kvarky sú CHARM a STRANGE, ktoré sa nachádzajú v kozmických lúčoch. Tie majú svoj pôvod vo vesmíre. Najťažšie kvarky, typu TOP a BOTTOM, vytvorili vedci v laboratóriu. Tieto kvarky sa v prírode nenašli. Veľa fyzikov a astronómov si myslí, že hneď po veľkom tresku existovalo všetkých šesť druhov kvarkov. Tie ťažšie kvarky sa však ihneď rozpadli do ľahších kvarkov.
Kvarky majú svoje antičastice, náprotivky nazývané antikvarky, ktoré vytvárajú antihmotu. Antihmota v zemskej prírode neexistuje a väčšina vedcov si myslí, že je veľmi vzácna aj vo vesmíre. Napriek tomu bola v laboratórnych podmienkach vytvorená. Antikvarky majú veľa rovnakých vlastností, ako k ním prislúchajúce kvarky, no niektoré ich vlastnosti sú opačné. Charakteristika a správanie

Vedci delia šesť rôznych druhov kvarkov do troch rodín. Kvarky UP a DOWN patria do prvej rodiny, CHARM a STRANGE do druhej rodiny a TOP a BOTTOM do tretej rodiny. Kvarky majú jednu veľmi zvláštnu vlastnosť. Na rozdiel od väčšiny bežných častíc, kvarky nenesú celočíselný elektrický náboj (odvodený od základného náboja e – náboja jedného protónu), ale zlomkový náboj.

Kvarky a ich vlastnosti
MenoSymbolHmotnosť(1) (GeV) Náboj2 (e) Rodina
Up u 0.002 – 0.005 +2/3 Prvá
Down d 0.003 – 0.009 -1/3 Prvá
Charm c 1.1 – 1.4 +2/3 Druhá
Strange s 0.06 – 0.17 -1/3 Druhá
Top t 163 -179 +2/3 Tretia
Bottom b 4.1 - 4.4 -1/3 Tretia

1 Jeden GeV je rovný 1.78 x 10 na -17 kg (3.92 x 10 na -17 lb).

2 Náboj "e" je rovný náboju jedného protónu, alebo 1.602 x 10 na -19 Coulombom.

Ako vidíme v tabuľke, kvark typu TOP je veľmi ťažký v porovnaní s ostatnými kvarkmi – je napríklad 30 000 krát ťažší ako kvark typu UP.

Jeho veľká hmotnosť spôsobuje, že je veľmi ťažké vytvoriť ho v laboratóriu. Na vytvorenie takýchto ťažkých elementárnych častíc sa používajú urýchľovače častíc. Tieto zariadenia zrýchľujú menšie častice, ktoré narážajú do druhých, pričom sa transformuje ich pohybová energia do hmoty. Čím ťažšia je častica, ktorú chceme vytvoriť, tým viac energie potrebujeme. Vedci obyčajne určujú hmotnosť častíc malých ako kvarky v GeV( gigaelektrónvoltoch ). Kvark typu UP má okolo 0.005 GeV, na porovnanie hmotnosť protónu je asi 1 GeV. Kvarky sa spájajú a tvoria hadróny. Existujú dva typy hadrónov: baryóny a mezóny. Baryóny pozostávajú z troch kvarkov, mezóny z kvarku a antikvarku. Podľa teórie kvantovej chromodynamiky však môžu existovať aj iné kombinácie. V roku 2003 oznámili fyzici hľadajúci nové kombinácie produkciu novej častice, nazývanej pentakvark. Ako naznačuje meno, pentakvark pozostáva z piatich kvarkov. Protóny a neutróny sú baryóny. Protóny obsahujú dva UP kvarky a jeden DOWN kvark. Spojením elektrických nábojov týchto kvarkov dostaneme náboj protónu, teda 1 (2/3 + 2/3 - 1/3 = 1). Neutróny obsahujú jeden UP kvark a dva DOWN kvarky. Náboje týchto kvarkov dávajú neutrónu náboj 0 (2/3 – 1/3 – 1/3 = 0).
Fyzici objavili mezóny pri štúdiu kozmických lúčov, častíc s vysokou energiou, ktoré majú pôvod vo vesmíre. Mezóny, ktoré vstúpia do zemskej atmosféry sa nazývajú pióny. Pióny môžu pozostávať z jedného kvarku typu UP a jedného antikvarku typu DOWN ( taký pión má náboj 1), z jedného kvarku typu DOWN a jedného antikvarku typu UP (náboj bude -1), alebo z jedného kvarku UP a jedného antikvarku UP (náboj je 0). Pióny existujú len krátky čas, potom sa rýchlo rozpadnú do iných častíc. V laboratóriu fyzici vytvorili ďalší typ mezónu, nazývaný kaón. Všetky kaóny obsahujú buď kvark alebo antikvark typu STRANGE, tak ako aj jeden iný kvark alebo antikvark. Rovnako ako pióny, môžu mať náboj 1, -1 alebo 0 a existujú len krátky čas, potom sa rozpadnú.

	Tento článok bol vytlačený zo stránky https://referaty.centrum.sk

Kvarky (Quarky)