Lumokvarkki

alkeishiukkanen

Lumokvarkki (engl. charm-quark) eli c-kvarkki on alkeishiukkanen ja yksi kuudesta kvarkkityypistä. Vastaava antihiukkanen on lumo-antikvarkki.

lumokvarkki
Symboli c
Rakenne Alkeishiukkanen
Perhe Fermioni
Sukupolvi Toinen
Vuorovaikutus Painovoima
Sähkömagneettinen
Vahva vuorovaikutus
Heikko vuorovaikutus[1]
Antihiukkanen lumo-antikvarkki
Löydetty teoreettisesti Sheldon Glashow, Ioánnis ”John” Iliópoulos ja Luciano Maiani (1970)
Löydetty SLAC ja BNL (1974)
Sähkövaraus +⅔ e[1]
Värivaraus on
Spin ½[1]

Muiden kvarkkien tapaan lumokvarkin spin on 1/2 ja baryoniluku 1/3. Lumo-kvarkin isospin I3 on 0 ja sähkövaraus +2/3e. Lisäksi lumokvarkkiin liittyy oma kvanttilukunsa, jota kutsutaan lumoksi ja jonka arvoksi kvarkille on määritelty +1. Lumokvarkki kuuluu samaan kvarkkiduplettiin outokvarkin kanssa.[2] Lumokvarkin massa on 1 000–1 400 MeV. Se on kvarkeista neljänneksi kevein, mutta jo selvästi raskaampi kuin kolme kevyempää kvarkkia.[3]

Lumokvarkki ei kuulu alkuperäisen kvarkkimallin ennustamiin hiukkasiin. Sen olemassaololla oli spekuloitu jo aikaisemmin, mutta kvarkin ominaisuudet ennustettiin teoreettisesti vasta vuonna 1970, kun hiukkaskiihdytinten teho oli kasvanut niin paljon, ettei kaikkia niissä havaittuja hiukkasia voitu enää selittää kolmen alkuperäisen kvarkin avulla. Mikään Lumo-kvarkin sisältävä hiukkanen ei ole stabiili ja ensimmäisenä sellaisen, nykyisin J/ψ-mesonina tunnetun hiukkasen, löysivät toisistaan riippumatta SLAC:ssa Burt Richterin ja BNL:ssa Samuel Tingin johtamat tutkimusryhmät vuonna 1974.[2] Richter ja Ting saivat löydöstä Nobelin fysiikanpalkinnon vuonna 1976.[4]

Lumokvarkin elinikä on 1,1 · 10-12 sekuntia ja se hajoaa 95 % todennäköisyydellä outo-kvarkiksi tai 5 % todennäköisyydellä alaskvarkiksi. Lisäksi virtuaalisen W+-bosonin kautta muodostuu positroni ja elektronin neutriino.[5]

Lumokvarkkeja sisältävän hiukkasen lumo määritellään kaavalla C = [(lumokvarkkien lukumäärä) – (lumo-antikvarkkien lukumäärä)].[3]

LähteetMuokkaa

  • Schumm, Brian A.: Syvällä asioiden sydämessä: Hiukkasfysiikan kauneus. Suomentanut Kimmo Pietiläinen. The Johns Hopkins University Press, 2004. ISBN 952-5202-91-7.

ViitteetMuokkaa

  1. a b c Schumm 2004, s. 135
  2. a b Jukka Maalampi, Tapani Perko: Lyhyt modernin fysiikan johdatus, 4. korjattu painos, s. 184–187. Helsinki: Limes ry, 2006. ISBN 951-745-213-6.
  3. a b Antti Hakola: Ydin- ja alkeishiukkasfysiikka, Raportti TKK-F-B204, ISBN 978-951-22-9178-6, luku 7 (Arkistoitu – Internet Archive)
  4. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1976/index.html
  5. HyperPhysics: Kvarkit (englanniksi)

Aiheesta muuallaMuokkaa