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Quark (particella)

Quark
Un protone, composto di due quark up e un quark down, e dai gluoni che mediano la forza forte che lega i quark. L'assegnamento del colore dei singoli quark è arbitrario, ma devono essere presenti tutti i tipi di colore per ottenere una carica totale nulla.
ClassificazioneParticella elementare
FamigliaFermioni
GenerazionePrima, seconda, terza
InterazioniElettromagnetica, gravitazionale, forte, debole
Simboloq
AntiparticellaAntiquark (q)
N° tipi6 (up, down, charm, strange, top e bottom)
TeorizzataMurray Gell-Mann (1964)
George Zweig (1964)
ScopertaSLAC (1968)
Proprietà fisiche
Carica elettrica+23 e (u, c, t)
-13 e (d, s, b)
Carica di colore
Spin12
Numero barionico13

In fisica delle particelle, il quark (AFI: /ˈkwark/;[1] simbolo q) è una particella elementare, costituente fondamentale della materia.

A causa di un fenomeno conosciuto come confinamento, i quark non sono mai osservabili individualmente in natura a basse energie ma esistono solo come costituenti di particelle composte dette adroni, le cui forme più stabili, i protoni e i neutroni, sono i componenti dei nuclei atomici;[2][3][4][5] per questo molto di quello che si conosce sui quark è dedotto da esperimenti che coinvolgono questo tipo di particelle.

I quark hanno varie proprietà intrinseche, tra cui massa, carica elettrica, carica di colore e spin. Sono le uniche particelle elementari del modello standard a prendere parte a tutte e quattro le interazioni fondamentali (elettromagnetica, gravitazionale, forte e debole),[6] nonché le uniche particelle la cui carica elettrica non è un multiplo intero della carica elementare; i quark hanno infatti carica elettrica +23 o −13.

Ci sono sei tipi di quark, che hanno diversi sapori: up, down, strange, charm, bottom e top.[7] I quark up e down, i più comuni nell'universo, hanno una massa minore rispetto agli altri e sono generalmente i più stabili; per questo i quark strange, charm, bottom e top decadono rapidamente in quark up e down e possono essere prodotti esclusivamente in reazioni e collisioni ad alta energia, come quelle negli acceleratori di particelle o che coinvolgono i raggi cosmici. Per ogni tipo di quark c'è un corrispondente tipo di antiparticella, detta antiquark, che differisce dal quark solo per alcune proprietà (come la carica elettrica) che hanno lo stesso modulo ma segno opposto.

I quark furono introdotti come parte di uno schema di classificazione degli adroni, il modello a quark, che fu proposto indipendentemente dai fisici Murray Gell-Mann e George Zweig nel 1964.[8] Inizialmente vi erano poche prove che confermassero la presenza di queste particelle, ma esperimenti di scattering anelastici profondi presso lo Stanford Linear Accelerator Center nel 1968 ne dimostrarono l'esistenza.[3][9][10] Col tempo, vari esperimenti condotti in acceleratori di particelle hanno verificato i sei sapori di quark che oggi conosciamo; l'ultimo a essere scoperto è stato il quark top, osservato per la prima volta al Fermilab nel 1995.[8]

  1. ^ Bruno Migliorini et al., Scheda sul lemma "quark", in Dizionario d'ortografia e di pronunzia, Rai Eri, 2010, ISBN 978-88-397-1478-7.
  2. ^ (EN) Quark, in Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
  3. ^ a b Quark, in Treccani.it – Enciclopedie on line, Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana. URL consultato il 19 novembre 2019.
  4. ^ R. Nave, Confinement of Quarks, in HyperPhysics, Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. URL consultato il 19 novembre 2019.
  5. ^ R. Nave, Bag Model of Quark Confinement, in HyperPhysics, Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. URL consultato il 19 novembre 2019.
  6. ^ quark, su treccani.it, Enciclopedia della Scienza e della Tecnica. URL consultato il 20 novembre 2019 (archiviato dall'url originale il 18 luglio 2019).
  7. ^ R. Nave, Quarks, in HyperPhysics, Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. URL consultato il 29 giugno 2008.
  8. ^ a b Errore nelle note: Errore nell'uso del marcatore <ref>: non è stato indicato alcun testo per il marcatore Carithers
  9. ^ E. D. Bloom, High-Energy Inelastic ep Scattering at 6° and 10°, in Physical Review Letters, vol. 23, n. 16, 1969, pp. 930-934, Bibcode:1969PhRvL..23..930B, DOI:10.1103/PhysRevLett.23.930.
  10. ^ M. Breidenbach, Observed Behavior of Highly Inelastic Electron–Proton Scattering, in Physical Review Letters, vol. 23, n. 16, 1969, pp. 935-939, Bibcode:1969PhRvL..23..935B, DOI:10.1103/PhysRevLett.23.935.

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