Кварктер

Протонның кварк құрылымы

Кварктар (ағылш. Quark) – материяны құраған фундаменталды қарапайым бөлшек түрі, барлық адрондар құралады деп есептелетін жорамал материалдық нысан.

Кварктардың болуы жөніндегі жорамалды ең алғаш рет америкалық физик М.Гелл-Манн (1929 жылы туған) мен австриялық физик Д.Цвейг (1937 жылы туған) бір-біріне тәуелсіз түрде айтқан (1964). Кварктар жөніндегі болжам (резонанстардың) көп ашылуына және оларды жүйеге келтіру қажеттілігіне байланысты шықты.

Кварктар жорамалы бойынша бариондар үш кварктан (ал антибариондар үш антикварктан), мезондар кварк пен антикварктан құралады. Кварктар (немесе антикварктар) адрондардың ішінде глюондық өрісте ұсталады. Кварктардың спиннен басқа “аромат” және “түс” деп аталатын екі ішкі еркіндік дәрежесіболады. Ал ішкі еркіндік дәрежесінің толық саны 72-ге тең. Әрбір кварк үш “түстің” (шартты түрде “қызыл”, “көк” және “сары”) бірін иеленеді. Бұл терминология оптикалық қасиетке байланысты қойылмаған, тек қолайлылық үшін ендірілген. Үш “түстің” жарық квантын жұтуы да, шығаруы да бірдей болып келеді. Олардың “түстік” күйлерінің массалары да бір-біріне тең. Ал ароматтың белгілісі әзірше бесеу, тағы біреуі (t-кварк) бар деп есептеледі. Әр түрлі “ароматы” бар кварктардың қасиеті де әр түрлі болып келеді. Сондықтан оларды массасының өсуіне қарай мынадай әріптермен белгілейді: u, d, s, c, b, t. Соңғы t-кваркін өте ауыр болғандықтан бақылау мүмкін болмай отыр. d, s, b – кварктардың зарядтары (протон заряды бірлігінде): –1/3-ге, ал қалғандарының зарядтары +2/3-ге тең.

Кәдімгі қарапайым зат ядро нуклондарының құрамына енетін u және d кварктардан құралады. Бұдан да гөрі ауыр кварктар зарядталған бөлшектер үдеткіштерінде жүргізілген тәжірибелер кезінде жасанды түрде алынуы не ғарыштық сәулелер құрамында байқалуы мүмкін. Көптеген жылдар бойы жүргізілген зерттеулерге қарамастан кварктар (жеңіл де, ауыр да) бос күйде тіркелген жоқ. Кварктарды тек адрондардың ішінде ғана бақылауға болады. Кварктар гравитациялық, әлсіз, электрмагниттік және күшті өзара әсерлердің барлығына да қатысады. Тек кварктардың өздері неден тұратыны белгісіз (мүмкін олар элементар бөлшектер болар). Кварктардың өзіндік өлшемі 10–16 см-ден кем болуы мүмкін.

“Кварк” атаудың дәл аудармасы жоқ. Бұл сөз Джеймс Джойстың “Финнеганның оянуы” деген романынан алынған. Осы романда “кварк” сөзі анықталмаған, мистикалық нәрсені білдіреді.