U-քվարկ

u-քվարկ, վերև-քվարկ (նշանակումը՝ u,  վերև), տարրական մասնիկ, ամենաթեթև քվարկը, նյութի հիմնական բաղկացուցիչը։ d-քվարկի հետ միասին կազմում է ատոմական միջուկների նեյտրոններն (մեկ u-քվարկ, երկու d-քվարկ) ու պրոտոնները (երկու u-քվարկ, մեկ d-քվարկ)։ Պատկանում է առաջին սերնդին, էլեկտրական լիցքը + e է, զանգվածը՝ 1.8–3.0 ՄէՎ/c2։ Մնացած քվարկների նման u-քվարկը  սպինով ֆերմիոն է, մասնակցում է չորս հիմնարար փոխազդեցություններին՝ գրավիտացիային, էլեկտրամագնիսականությանը, թույլ փոխազդեցությանը, ուժեղ փոխազդեցությանը։ Հակամասնիկը u-հակաքվարկն է (անգլերեն գրականության մեջ՝ վերև հակաքվարկ, երբեմն կոչվում է նաև «հակավերև քվարկ» կամ պարզապես «հակավերև»), որը տարբերվում է u-քվարկից միայն որոշ մեծությունների նշանով։ 
u-քվարկի գոյությունը (d-քվարկի և տարօրինակ քվարկի հետ) 1964 թ. տեսականորեն առաջ են քաշել Մարի Գել-Մանը և Ջորջ Ցվայգը՝ բացատրելու համար հադրոնների դասակարգման սխեմաներից մեկը՝ ութական ճանապարհը։ Փորձնականորեն առաջին անգամ հայտնաբերվել է 1968 թ. Ստանֆորդի գծային արագացուցիչային կենտրոնում։

Քվանտային թվերը 
u-քվարկի սպինը ½ է, զույգությունը դրական է։ Իզոսպինի և թույլ իզոսպինի պրոյեկցիան +1/2 են (նշանով հակադիր d-քվարկին)։ Բարիոնային թիվը +1/3 է, լեպտոնային թիվը, տարօրինակությունը, հմայքը, ճշմարտությունը և գեղեցկությունը 0 են։ Ինչպես և մյուս քվարկները, u-քվարկը ունի երեք գունային լիցքերից մեկը (որոնք պայմանականորեն կոչվում են կարմիր, կապույտ, դեղին)։

Զանգվածը 
u-քվարկի զանգվածը վերջին տվյալներով 2, 01±0, 03 ՄէՎ է, ամենաթեթև քվարկն է։

u-քվարկ պարունակող հադրոններ 
 Մեզոններ։
 Լիցքավորված պիոնը (π±) ունի u-քվարկ և d-հակաքվարկ (կամ հակառակը), իսկ չեզոք պիոնը (π0)՝ u-քվարկի և u-հակաքվարկի ու d-քվարկի և d-հակաքվարկի գծային կոմբինացիան (ինչպես և ավելի ծանր ρ- և ω-մեզոնները, տես ստորև)
 Լիցքավորված կաոնները (K±) ունեն մեկ u-քվարկ և մեկ u-հակաքվարկ։
 η և η' մեզոնները, որոնք բույր չունեն, մի քանի քվարկ-հակաքվարկ զույգերի գծային կոմբինացիա են, այդ թվում՝ u-քվարկի և u-հակաքվարկի։
 ρ±-մեզոններն ունեն նույն կազմությունը, ինչ լիցքավորված պիոնները, սակայն սպինը ոչ թե 0 է, այլ՝ 1։
 Չեզոք D0 մեզոնրը և լիցքավորված B± մեզոններն ունեն u-քվարկ և u-հակաքվարկ։
 Բարիոններ 
 Պրոտոնը (p) ունի երկու u-քվարկ, իսկ նեյտրոնը՝ (n) մեկը։
 Չեզոք դելտա-բարիոնը (Δ0), դրական դելտա-բարիոնը (Δ+) և կրկնակի դրական դելտա-բարիոնը (Δ++) ունեն համապատասխանաբար մեկ, երկու և երեք u-քվարկ։
 Չեզոք լամբդա-մասնիկը (Λ0) ունի մեկ u-քվարկ։ Հմայված դրական լամբդա-մասնիկը՝ (Λ+c) նույնպես։
 Չեզոք սիգմա-մասնիկը (Σ0) և դրական սիգմա-մասնիկը (Σ+) ունեն համապատասխանաբար մեկ են երկու u-քվարկ։
 Չեզոք քսի-մասնիկը (Ξ0) և հմայված դրական քսի-մասնիկը (Ξ+c) ունեն u-քվարկ։
 Վերը թվարկված բարիոնների հակամասնիկներն ունեն u-հակաքվարկ։

Պատմություն 
Տարրական մասնիկների ֆիզիկայի ձևավորման սկզբում (20-րդ դարի առաջին կեսին), հադրոնները, ինչպիսիք են պրոտոնները, նեյտրոնները և պիոնները համարվում էին տարրական մասնիկներ։ Սակայն նոր հադրոնների հայտնաբերման հետ «մասնիկների գազանանոցը» աճեց՝ 1930- և 1940-ականներից հայտնի մի քանի մասնիկից դառնալով մի քանի դյուժին 1950-ականներին։ Դրանց միջև առնչությունները հստակ չէին մինչև 1961 թ., երբ Մարի Գել-Մանը և Յուվալ Նեեմանը (միմյանցից անկախ) առաջարկեցին հադրոնների դասակարգման ութական սխեման, կամ, ավելի տեխնիկական տերմիններով ասած, SU(3) սիմետրիա։

Այս դասակարգման սխեման հադրոններին դասում է իզոսպինային մուլտիպլետների շարքում, բայց դրա ֆիզիկական հիմքը դեռ անհայտ էր մնում։ 1964 թ. Գել-Մանը և Ջորջ Ցվայգը (իրարից անկախ) առաջարկեցին քվարկների մոդելը, որն այն ժամանակ բաղկացած էր միայն վերև, ներքև և տարօրինակ քվարկներից։ Սակայն մինչ քվարկային մոդելը բացատրեց Ութական ճանապարհը, քվարկների գոյության ուղղակի վկայություն չեղավ մինչև 1968 թ. Ստանֆորդի գծային արագացուցիչային կենտրոնում։ Փորձերը ցույց տվեցին, որ պրոտոնները ունեն ենթակառուցվածք, և որ պրոտոնները կազմված են երեք ավելի հիմնարար մասնիկներից։ Քվարկների մոդելն այսպիսով հաստատվեց։

Սկզբում ֆիզիկոսները դժկամությամբ ընդունեցին այդ մարմինները որպես քվարկներ, փոխարենը գերադասելով Ռիչարդ Ֆեյնմանի փարթոնային նկարագրությունը, սակայն ժամանակի ընթացքում քվարկների տեսությունը ընդունվեց (տես Նոյեմբերյան հեղափոխություն)։

Տես նաև 
 Քվարկային մոդել
 Իզոսպին
 Քվանտային մեխանիկա

Հղումներ

Գրականություն 
 
 
 

Տարրական մասնիկների ֆիզիկա
Քվարկներ
Ստանդարտ մոդել