Ce sunt quarcurile și gluonii?

Pe

O imagine a resturilor reziduale după crearea unei plasme de quark-gluon în coliziunea cu două nuclee de la Laboratorul Național Brookhaven. Credit: Imagine datorită Laboratorului Național Brookhaven

Cuarcurile și gluonii sunt elementele de bază ale protonilor și neutronilor, care la rândul lor sunt elementele de bază ale nucleilor atomici. Oamenii de știință înțeleg acum că cuarcii și gluonii sunt indivizibili; nu pot fi împărțite în componente mai mici. Ele sunt singurele particule fundamentale care au ceva numit încărcare de culoare.

Pe lângă faptul că au o sarcină electrică pozitivă sau negativă (cum ar fi protoni și neutroni), quarcii și gluonii pot avea trei stări de încărcare suplimentare: roșeață pozitivă și negativă, verde și albastru. Aceste așa-numite încărcări de culori sunt doar nume, nu sunt legate de culorile reale.

Forța care leagă încărcăturile de culoare pozitive și negative se numește o forță nucleară puternică. Această forță nucleară puternică este cea mai puternică forță implicată în unirea materiei. Este mult mai puternic decât celelalte trei forțe fundamentale: gravitația, electromagnetismul și forțele nucleare slabe. Deoarece forța nucleară puternică este atât de puternică, face extrem de dificilă separarea quarkurilor și gluonilor. Din această cauză, cuarcii și gluonii sunt atașați de particulele compozite. Singura modalitate de a separa aceste particule este de a crea o stare a materiei cunoscută sub numele de quark-gluon plasmă.

În această plasmă, densitatea și temperatura sunt atât de mari încât se topesc protoni și neutroni. Această supă de quark și gluon a pătruns în întregul univers până la câteva fracțiuni de secundă după Marea explozie, când universul s-a răcit suficient pentru a putea îngheța quarks și gluoni în protoni și neutroni.

Astăzi, oamenii de știință studiază această plasmă de quark-gluon în instalații speciale, cum ar fi Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) la Laboratorul Național Brookhaven.

Fapte despre Quark și Gluon

  • Există șase tipuri diferite de quarks cu o gamă largă de mase. Sunt chemate sus, jos, farmec, ciudat, superior și inferior.
  • Quarcurile sunt singurele particule elementare care experimentează toate forțele cunoscute în natură și au o sarcină electrică fracționată.
  • Interacțiunea dintre quark și gluoni este responsabilă pentru aproape toată masa percepută de protoni și neutroni și de aceea ne obținem masa.

DOE Office of Science: Contribuții la quarks și gluoni

DOE sprijină cercetarea în interacțiunea quarks și gluoni, modul în care se combină în particule compozite numite hadroni și comportamentul lor la temperatură și densitate ridicate. Oamenii de știință studiază aceste probleme la facilitățile de accelerare DOE, cum ar fi RHIC și Facilitatea de accelerare a fasciculului continuu de electroni (CEBAF) a Facilității Naționale de Accelerare Thomas Jefferson

Teoria care descrie forța nucleară puternică cunoscută sub numele de Cromodinamica cuantică este notoriu dificil de rezolvat. Cu toate acestea, poate fi simulat pe supercomputerele construite și întreținute la facilitățile DOE. DOE a fost un lider în studiul cuarcilor și gluonilor încă din anii 1960. Ideea quarkurilor a fost propusă în 1964 și dovezile existenței lor au fost văzute în experimentele efectuate în 1968 la Stanford Linear Accelerator Center (SLAC). Cel mai greu și mai descoperit quark a fost observat pentru prima dată la Fermilab în 1995.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ouă de pasăre marine contaminate cu cocktail chimic de aditivi din plastic

Pui de pescăruș și ouă. Credit: profesorul Jon Blount Aditivii chimici utilizați în producția de plastic au fost găsiți în ouăle de pescăruș hering,...

Oglinzi comutabile create din metal lichid

Cercetătorii au dezvoltat o modalitate de a schimba în mod dinamic suprafața metalului lichid între stările reflectante (stânga sus și dreapta jos) și dispersie...

Dieta cu junk food poate crește riscul conducerii periculoase în rândul șoferilor de camioane

Dietele nesănătoase sunt asociate cu mai multă oboseală: principalul motiv al riscului crescut de accidente, spun cercetătorii. O dietă cu junk food poate crește oboseala...

Fotosinteza artificială promite o sursă de energie curată și durabilă

Oamenii pot face multe lucruri pe care plantele nu le pot face. Putem să ne plimbăm, putem vorbi, putem auzi și vedea și...

Gheața de mare din Arctica devine mai subțire de două ori mai repede decât era de așteptat

Gheața arctică în declin a Pământului este fără îndoială una dintre cele mai mari victime ale schimbărilor climatice, ale căror consecințe sunt de anvergură,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.