Quark (particella)

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Jump to navigation Jump to search
Quark
Proton quark structure.svg
Un protone, composto di due quark up e un quark down, e i gluoni che mediano le forze che li "tengono" insieme. L'assegnamento del colore dei singoli quark è arbitrario, ma devono essere presenti tutti i tipi di colore
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, un quark (AFI: /ˈkwark/[1]; simbolo q) è un tipo di particella elementare e un costituente fondamentale della materia. I quark si combinano per formare particelle composte, dette adroni, i più stabili dei quali sono i protoni e i neutroni, i componenti dei nuclei atomici.[2][3] A causa di un fenomeno conosciuto come confinamento, i quark non sono mai osservabili individualmente in natura a basse energie e esistono solo come costituenti interni degli adroni, come i protoni e i neutroni.[4][5] Per questa ragione, molto di quello che si conosce dei quark è dedotto da esperimenti che coinvolgono gli adroni.

I quark hanno varie proprietà intrinseche, tra cui la carica elettrica, la massa, la carica di colore, e lo spin. Sono le uniche particelle elementari del modello standard a prendere parte a tutte e quattro le interazioni fondamentali (elettromagnetismo, gravitazione, interazione forte e interazione debole),[6] nonché le uniche particelle la cui carica elettrica non è un multiplo intero della carica elementare dell'elettrone.

Ci sono sei tipi, detti sapori, di quark: up, down, strange, charm, bottom, e top.[7] I quark up e down hanno una massa minore rispetto a quella degli altri quark e sono generalmente i più stabili e i più comuni nell'universo. Per questo motivo 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 quelle che coinvolgono i raggi cosmici). Per ogni sapore 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 hanno infatti carica elettrica +2/3 o −1/3 (gli antiquark −2/3 o +1/3) e spin 1/2.

Il modello a quark fu proposto indipendentemente dai fisici Murray Gell-Mann e da George Zweig nel 1964.[8] I quark furono introdotti come parte di una schema di classificazione degli adroni e c'erano poche evidenze per la loro esistenza fino a che non vennero fatti esperimenti di scattering anelastici profondi presso lo Stanford Linear Accelerator Center nel 1968.[3][9][10] Gli esperimenti negli acceleratori hanno dimostrato l'esistenza di tutti i sei sapori. Il quark top, osservato per la prima volta al Fermilab nel 1995, è stato l'ultimo ad essere scoperto.[8]

Etimologia[modifica | modifica wikitesto]

In principio, Gell-Mann era indeciso sull'effettivo spelling del termine che aveva intenzione di coniare, finché non trovò la parola quark nel romanzo di James Joyce Finnegans Wake:[11]

«

--Three quarks for Muster Mark!
Sure he hasn't got much of a bark
And sure any he has it's all beside the mark.

»

La parola quark è una parola slava che ha origini tedesche e denota un latticino,[12] ma è anche un termine colloquiale che significa ″spazzatura″.[13][14] Gell-Mann spiegò approfonditamente la scelta del nome nel suo libro Il quark e il giaguaro (The Quark and the Jaguar, Adventures in the Simple and the Complex):[15]

(EN)

«In 1963, when I assigned the name "quark" to the fundamental constituents of the nucleon, I had the sound first, without the spelling, which could have been "kwork". Then, in one of my occasional perusals of Finnegans Wake, by James Joyce, I came across the word "quark" in the phrase "Three quarks for Muster Mark". Since "quark" (meaning, for one thing, the cry of the gull) was clearly intended to rhyme with "Mark", as well as "bark" and other such words, I had to find an excuse to pronounce it as "kwork". But the book represents the dream of a publican named Humphrey Chimpden Earwicker. Words in the text are typically drawn from several sources at once, like the "portmanteau" words in Through the Looking-Glass. From time to time, phrases occur in the book that are partially determined by calls for drinks at the bar. I argued, therefore, that perhaps one of the multiple sources of the cry "Three quarks for Muster Mark" might be "Three quarts for Mister Mark", in which case the pronunciation "kwork" would not be totally unjustified. In any case, the number three fitted perfectly the way quarks occur in nature.»

(IT)

«Nel 1963, quando assegnai ai costituenti fondamentali del nucleone il nome "quark", avevo prima il suono, senza lo spelling, che poteva essere "kwork". In seguito, in una delle mie occasionali letture di Finnegans Wake, di James Joyce, mi imbattei nella parola "quark" nella frase "Three quarks for Muster Mark". Siccome si intendeva chiaramente che "quark" (che significa, in primo luogo, il verso del gabbiano) facesse rima con "Mark", nonché con "bark" e altre parole del genere, dovetti trovare una scusa per pronunciarla come "kwork". Ma il libro rappresenta il sogno di un gestore di pub di nome Humphrey Chimpden Earwicker. Le parole nel testo sono tipicamente prese da diverse fonti, come le parole "portmanteau" in Attraverso lo specchio. Di tanto in tanto, appaiono frasi nel libro che sono in parte determinate da richieste di drink al bar. Sostenni, quindi, che forse una delle molteplici fonti per il verso "Three quarks for Muster Mark" poteva essere "Three quarts for Mister Mark", in qual caso la pronuncia "kwork" non sarebbe totalmente ingiustificata. In ogni caso, il numero tre si adattava perfettamente al modo in cui i quark appaiono in natura.»

(M. Gell-Mann, The Quark and the Jaguar, Adventures in the Simple and the Complex)

Zweig preferiva il nome ace (asso) per la particella che aveva teorizzato, ma il termine scelto da Gell-Mann ebbe maggior eco quando il modello a quark iniziò ad essere accettato.[16]

I sapori dei quark invece sono stati chiamati così per diverse ragioni. I quark up (su) e down (giù) hanno ricevuto il nome per le componenti "su" e giù" dell'isospin, che portano[17] I quark strange (strani) si chiamano così perché sono stati scoperti essere componenti di "particelle strane" nei raggi cosmici prima che il modello a quark fosse proposto, e perché avevano una vita media insolitamente lunga.[18] Glashow, il quale propose il quark charm ("fascino") con Bjorken, disse, "Chiamammo il nuovo costrutto charmed quark, perché eravamo affascinati e compiaciuti dalla simmetria che portava nel mondo subnucleare."[19] I nomi "bottom" (inferiore) e "top" (superiore), furono coniati da Harari, che sono stati scelti perché erano i partner logici per i quark su e giù".[18][20] Nel passato ai quark bottom e top si faceva riferimento anche come "beauty" (bellezza) e truth (verità),[nb 1] ma questi nomi sono andati in disuso[21] Mentre il termine "truth" non ha mai preso piede, i complessi di acceleratori incentrati su una produzione abbondante di quark di tipo bottom sono talvolta chiamati "beauty factories".[22]

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Murray Gell-Mann
George Zweig

La teoria dei quark venne proposta nel 1964 indipendentemente dai fisici statunitensi Murray Gell-Mann[23] e George Zweig,[24] che ipotizzarono di poter spiegare le proprietà degli adroni considerandoli composti da quark elementari.[8] Questa teoria fu avanzata poco dopo che Gell-Mann formulò, nel 1961, un sistema di classificazione delle particelle conosciuto come la via dell'ottetto – in termini più tecnici, la simmetria di sapore SU(3).[25] Nello stesso anno anche il fisico Yuval Ne'eman sviluppò indipendentemente uno schema simile alla via dell'ottetto.[26][27] Un primo tentativo di organizzare i costituenti era presente nel modello di Sakata.

Al tempo della formulazione della teoria dei quark, lo "zoo delle particelle" comprendeva, tra le altre, una moltitudine di adroni. Gell-Mann e Zweig ipotizzarono che questi non erano particelle elementari, ma che fossero invece composti da quark e antiquark. Il loro modello comportava tre sapori di quark, up, down, e strange, ai quali attribuirono proprietà come lo spin e la carica elettrica.[23][24][28] La prima reazione della comunità di fisici fu contrastante. In particolare era oggetto di discussione la natura dei quark: non era ancora stato appurato se i quark fossero entità fisiche o invece astratte usate solo per spiegare concetti non ancora compresi all'epoca.[29]

In meno di un anno, furono proposte delle estensioni al modello di Gell-Mann–Zweig. Sheldon Lee Glashow e James Bjorken predissero l'esistenza di un quarto sapore di quark, che chiamarono charm. Fu proposta questa aggiunta poiché portava a una migliore spiegazione dell'interazione debole, alla base del decadimento dei quark, uguagliava il numero dei quark al numero dei leptoni conosciuti, e implicava una formula di massa che riproduceva correttamente le masse dei mesoni conosciuti.[30]

Nel 1968, esperimenti di scattering anelastici profondi presso lo Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) mostrarono che il protone è composto da oggetti puntiformi, molto più piccoli, e che quindi non è una particella elementare.[9][10][31] Al tempo, i fisici erano riluttanti ad identificare questi oggetti con i quark; venivano invece chiamati "partoni" – un termine coniato da Richard Feynman.[32][33][34] Le particelle puntiformi osservate allo SLAC sarebbero state identificate in seguito come quark up e down, quando furono scoperti gli altri sapori.[35] Ciononostante, "partone" rimane in uso come un termine per indicare collettivamente i costituenti degli adroni (quark, antiquark, e gluoni).

L'esistenza del quark strange fu validata indirettamente dagli esperimenti di scattering dello SLAC: non solo era una componente necessaria del modello a tre quark di Gell-Mann e Zweig, ma forniva anche una spiegazione per il kaone (K) e il pione (π), adroni scoperti nei raggi cosmici nel 1947.[36]

In un articolo del 1970, Glashow, Ioannis Iliopoulos e Luciano Maiani presentarono il cosiddetto meccanismo GIM per spiegare la non-osservazione sperimentale delle flavor-changing neutral current. Questo modello teorico necessitava dell'esistenza del quark charm, all'epoca non ancora scoperto.[37][38] Il numero dei quark ipotetici arrivò a sei nel 1973, quando Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa notarono che l'osservazione sperimentale della violazione CP[nb 2][39] poteva essere spiegata se ci fosse un'altra coppia di quark.

I quark charm furono prodotti quasi simultaneamente da due team a novembre del 1974 – uno allo SLAC sotto la guida di Burton Richter, e uno al Brookhaven National Laboratory sotto la guida di Samuel Ting. I quark charm furono osservati legati a degli antiquark charm per formare un mesone. Le due squadre assegnarono al mesone scoperto due simboli diversi, J e ψ; quindi, il mesone divenne noto formalmente con il nome di mesone J/ψ. La scoperta convinse finalmente la comunità di fisici della validità del modello a quark.[34]

Negli anni seguenti arrivarono diverse proposte per estendere il modello a sei quark. Di queste, l'articolo del 1974 di Haim Harari[20] fu il primo a coniare i termini top e bottom per i quark aggiuntivi.[40]

Nel 1977, il quark bottom fu osservato da un team guidato da Leon Lederman al Fermilab.[41][42] Questo fu un forte indicatore dell'esistenza del quark top: senza il quark top, il quark bottom non avrebbe un partner. Tuttavia, il quark top non fu scoperto fino al 1995, di nuovo dai team CDF[43] e [44] al Fermilab.[8] Aveva una massa molto più grande di quanto ci si aspettava,[45] quasi quanto quella di un atomo di oro.[46]

Classificazione[modifica | modifica wikitesto]

A four-by-four table of particles. Columns are three generations of matter (fermions) and one of forces (bosons). In the first three columns, two rows contain quarks and two leptons. The top two rows' columns contain up (u) and down (d) quarks, charm (c) and strange (s) quarks, top (t) and bottom (b) quarks, and photon (γ) and gluon (g), respectively. The bottom two rows' columns contain electron neutrino (ν sub e) and electron (e), muon neutrino (ν sub μ) and muon (μ), and tau neutrino (ν sub τ) and tau (τ), and Z sup 0 and W sup ± weak force. Mass, charge, and spin are listed for each particle.
La suddivisione delle particelle nel Modello Standard. I sei tipi (o sapori) di quark sono colorati in violetto. Le colonne rappresentano le tre generazioni dei fermioni.

Il modello standard è la struttura teorica che descrive tutte le particelle elementari attualmente note. Questo modello contiene sei sapori di quark (q), chiamati up (u), down (d), strange (s), charm (c), bottom (b), e top (t).[7] Le antiparticelle dei quark sono detti antiquark, sono indicati con una barra sopra il simbolo del quark corrispondente, ad esempio u indica un antiquark up. Come per l'antimateria in generale, gli antiquark hanno la stessa massa, stessa vita media e stesso spin dei rispettivi quark, ma la carica elettrica e le altre cariche hanno il segno opposto.[47]

I quark sono particelle a spin semi-intero; ciò implica, per il teorema spin-statistica, che sono fermioni. Sono soggetti al principio di esclusione di Pauli, il quale afferma che due fermioni identici non possono occupare simultaneamente lo stesso stato quantico. Ciò li differenzia dai bosoni (particelle con spin intero), che possono stare nello stesso stato in un numero qualsiasi.[48] A differenza dei leptoni, i quark possiedono la carica di colore, che li fa prendere parte all'interazione forte. L'attrazione tra i quark causa la formazione di particelle composte chiamate adroni.

I quark che determinano i numeri quantici degli adroni sono detti quark di valenza (anche detti quark vestiti); oltre a questi, gli adroni possono contenere un numero indefinito di quark, antiquark e gluoni "del mare" (anche detti quark nudi), che non influenzano i numeri quantici.[49][3] Ci sono due famiglie di adroni: i barioni, con tre quark di valenza, e i mesoni, con un quark e un antiquark di valenza.[50] I barioni più comuni sono i protoni e i neutroni, i costituenti dei nuclei.[51] Sono noti un grande numero di adroni, i quali differiscono tra di loro per i quark contenuti. L'esistenza di adroni esotici con più di tre quark di valenza, come i tetraquark (qqqq) e i pentaquark (qqqqq), fu ipotizzata fin dal principio del modello a quark[52] ma non fu confermata fino all'inizio del XXI secolo.[53][54][55][56]

I fermioni elementari sono raggruppati in tre generazioni, ciascuna comprendente due leptoni e due quark. La prima generazione comprende quark up e down, la seconda charm e strange e la terza top e bottom. Le ricerche di una quarta generazione di fermioni sono tutte fallite,[57] e secondo alcuni autori non ci sono più di tre generazioni.[nb 3][58][59][60] Le particelle delle generazioni superiori hanno in genere massa più elevata, ma minore stabilità, il che le fa decadere in particelle di generazione inferiore attraverso l'interazione debole. Solo i quark di prima generazione (up e down) esistono spontaneamente in natura. I quark più pesanti si possono originare solo in collisioni ad alta energia, che si verificano in natura nei raggi cosmici e decadono rapidamente. Si ritiene che fossero presenti durante i primi istanti dopo il Big Bang, quando l'universo si trovava in una fase estremamente calda e densa. I quark più pesanti vengono creati artificialmente negli acceleratori di particelle.[61]

Poiché possiedono carica elettrica, massa, carica di colore e sapore, i quark sono le uniche particelle elementari conosciute ad essere coinvolte in tutte e quattro le interazioni fondamentali della fisica contemporanea: elettromagnetismo, gravitazione, interazione forte e interazione debole.[51] La gravitazione è troppo debole per essere rilevante nelle interazioni tra particelle singole, eccetto per valori estremi di energia (energia di Planck) e di distanza (lunghezza di Planck). Tuttavia, siccome non esiste una teoria quantistica della gravità, l'interazione gravitazionale non è descritta dal modello standard.

Proprietà[modifica | modifica wikitesto]

Carica elettrica[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Carica elettrica.

I quark hanno valori frazionari di carica elettrica: o (−13) o (+23) volte la carica elementare (e), a seconda del sapore. I quark up, charm, e top (chiamati i quark di tipo up) hanno una carica di +23 e, mentre i quark down, strange, e bottom (quark di tipo down) hanno −13 e. Gli antiquark hanno la carica opposta al corrispondente quark; quelli di tipo up hanno cariche di −23 e quelli di tipo down hanno cariche di +13 e. Siccome la carica elettrica di un adrone è la somma delle cariche dei quark costituenti, tutti gli adroni hanno cariche intere: la combinazione di tre quark (barioni), tre antiquark (antibarioni), o di un quark e un antiquark (mesoni) risulterà sempre in cariche intere.[62] Ad esempio, i costituenti adronici dei nuclei atomici, i protoni e i neutroni, hanno rispettivamente la carica +1 e, e 0; il neutrone è composto da due quark down e un quark up, mentre il protone da due quark up e da un quark down.[51]

Spin[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Spin.

Lo spin è una proprietà intrinseca delle particelle elementari, e la sua direzione è un importante grado di libertà. Spesso lo si visualizza come la rotazione di un oggetto intorno al proprio asse (da qui il nome "spin", che in inglese significa girare), sebbene questo concetto sia fuorviante a scale subatomiche perché si crede che le particelle elementari siano puntiformi.[63]

Lo spin può essere rappresentato da un vettore la cui lunghezza è misurata in unità della costante di Planck ridotta ħ (pronunciata "h tagliato"). Per i quark, una misurazione della componente di spin lungo un asse qualsiasi dà solo i valori +ħ/2 o −ħ/2; per questo motivo i quark vengono classificati come particelle con spin 12.[64] La componente dello spin lungo un dato asse – per convenzione l'asse z – è spesso indicata con freccia in su (↑) per il valore +12 e in giù (↓) per il valore −12, messa dopo il simbolo del sapore. Ad esempio, un quark up con uno spin di +12 lungo l'asse z è denotato da u↑.[65]

Interazione debole[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Interazione debole.
Diagramma di Feynman del decadimento beta rispetto al tempo. La matrice CKM codifica la probabilità di questo e altri modi di decadimento dei quark.

Un quark può cambiare sapore soltanto attraverso l'interazione debole, una delle quattro interazioni fondamentali nella fisica delle particelle. Assorbendo o emettendo un bosone W, ogni quark di tipo "up" (up, charm e top) può diventare un quark di tipo "down" (down, strange e bottom) e viceversa. Questo meccanismo di trasformazione del sapore provoca un processo radioattivo di decadimento beta nel quale un neutrone (n) decade in un protone (p), un elettrone (e) e un antineutrino elettronico . Questo avviene quando uno dei quark down del neutrone (udd) si trasforma in un quark up emettendo un bosone virtuale W che trasforma il neutrone in un protone (uud). Il bosone W decade in un elettrone e un antineutrino elettronico.[66]

  n   p + e + νe (Decadimento beta, notazione ad adroni)
udd uud + e + νe (Decadimento beta, notazione a quark)

Sia il decadimento beta che il processo inverso sono impiegati normalmente in esperimenti ad alte energie per la rilevazione dei neutrini e in applicazioni mediche come la tomografia ad emissione di positroni (PET).

Three balls "u", "c", and "t" noted "up-type quarks" stand above three balls "d", "s", "b" noted "down-type quark". The "u", "c", and "t" balls are vertically aligned with the "d", "s", and b" balls respectively. Colored lines connect the "up-type" and "down-type" quarks, with the darkness of the color indicating the strength of the weak interaction between the two; The lines "d" to "u", "c" to "s", and "t" to "b" are dark; The lines "c" to "d" and "s" to "u" are grayish; and the lines "b" to "u", "b" to "c", "t" to "d", and "t" to "s" are almost white.
La forza delle interazioni deboli tra i sei quark. L'intensità delle linee è determinata dagli elementi della matrice CKM.

Anche se il processo di trasformazione del sapore è lo stesso per tutti i quark, ciascuno di essi ha una maggiore probabilità di trasformarsi in un quark della stessa generazione. La matrice unitaria che trasforma i quark che partecipano alle interazioni deboli è chiamata Cabibbo–Kobayashi–Maskawa (matrice CKM):[67]

dove Vij rappresenta la tendenza di un quark di sapore i a cambiarsi in un quark di sapore j (o viceversa).[nb 4]

L'equivalente matrice di decadimento dei leptoni (alla destra del bosone W nel diagramma di Feynman) viene chiamata matrice di Pontecorvo–Maki–Nakagawa–Sakata o matrice PMNS.[68] Le due matrici CKM e PMNS assieme descrivono tutte le trasformazioni di sapore, ma la relazione tra le due non è ancora ben chiarita.[69]

Interazione forte e carica di colore[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Carica di colore e Interazione forte.
Mesoni, barioni e antibarioni rappresentati con le cariche di colore dei quark
Lo schema delle cariche forti per i tre colori dei quark, tre antiquark, e otto gluoni (con due a carica nulla che si sovrappongono).

In base alla cromodinamica quantistica (QCD), i quark possiedono una proprietà chiamata carica di colore. Ci sono tre tipi di carica di colore, indicati arbitrariamente con blu, verde, e rosso.[nb 5] Ciascuno di queste ha un anticolore, complementare – antiblu, antiverde, e antirosso. Ogni quark possiede un colore, mentre ogni antiquark possiede un anticolore.[70]

Il sistema di attrazione e repulsione tra i quark carichi con differenti combinazioni dei tre colori è chiamato interazione forte, che è mediata da particelle mediatrici dette gluoni. La teoria che descrive l'interazione forte è la cromodinamica quantistica (QCD). Un quark, che ha un singolo valore di colore, può legarsi con un antiquark che possiede il corrispondente anticolore. Il risultato dell'attrazione tra due quark è il colore neutro: un quark con carica di colore ξ più un antiquark con carica di colore −ξ risulterà in una carica di colore di 0 (o colore "bianco") e nella formazione di un mesone. Questo è analogo al modello della mescolanza additiva in ottica. Similmente, la combinazione di tre quark, ognuno con carica di colore diversa, o tre antiquark, ognuno con una carica di anticolore, risulterà nella stessa carica di colore "bianca" e nella formazione di un barione o di un antibarione.[71]

Nella fisica delle particelle moderna, le simmetrie di gauge – un tipo di gruppo di simmetria – mettono in relazione le interazioni tra le particelle. La SU(3) di colore (comunemente abbreviata in SU(3)c) è la simmetria di gauge che mette in relazione la carica di colore nei quark ed è la simmetria che definisce la cromodinamica quantistica.[72] Proprio come le leggi della fisica sono indipendenti dalla direzione nello spazio x, y, e z, e rimangono invariate se gli assi delle coordinate sono ruotati, la fisica della cromodinamica quantistica non dipende da quali sono le direzioni nello spazio di colore tridimensionale con le quali si identificano i colori blu, rosso, e verde. Le trasformazioni di colore SU(3)c corrispondono a "rotazioni" nello spazio dei colori (che dal punto di vista matematico è uno spazio vettoriale complesso). Ogni sapore di quark S, con i sottotipi SB, SV, SR corrispondenti ai colori,[73] forma un tripletto: un campo a tre componenti che si trasforma secondo la rappresentazione fondamentale della SU(3)c.[74] Il requisito secondo il quale la SU(3)c dovrebbe essere locale – il che significa che le sue trasformazioni possono variare con lo spazio-tempo – determina le proprietà dell'interazione forte. In particolare, implica l'esistenza di otto tipi di gluoni come mediatori.[72][75]

Massa[modifica | modifica wikitesto]

Paragone tra le masse dei quark di corrente per tutti e sei i sapori, come sfere di volume proporzionale. Il protone (grigio) e l'elettrone (rosso) sono mostrati in basso a sinistra come scala

Per via del confinamento, il concetto di massa riferito ad un quark può essere interpretato in due modi diversi: massa di un quark di corrente si riferisce alla massa di un quark in sé, mentre la massa di un quark costituente si riferisce alla massa del quark di corrente più la massa del campo di gluoni circostante il quark.[76] Queste masse tipicamente hanno valori molto diversi. La maggior parte della massa di un adrone viene dai gluoni che tengono insieme i quark costituenti, piuttosto che dai quark stessi. Mentre i gluoni sono intrinsecamente senza massa, possiedono energia – nello specifico, energia di legame quantocromodinamica (QCBE da quantum chromodynamics binding energy) – ed è questa che contribuisce alla massa complessiva dell'adrone. Ad esempio, un protone ha una massa di circa 938 MeV/c2, e la massa dei suoi tre quark di valenza contribuisce solo 9 MeV/c2; la maggior parte della quantità rimanente può essere attribuita all'energia di campo dei gluoni.[77][78] Il modello standard afferma che le particelle elementari prendono le loro masse dal meccanismo di Higgs, che è associato al bosone di Higgs. Si spera che ulteriori ricerche sulle ragioni per la grande massa del quark top, di ~173 GeV/c2, quasi la massa di un atomo d'oro,[77][79] possano rivelare di più riguardo l'origine della massa dei quark e delle altre particelle elementari.[80]

Dimensione[modifica | modifica wikitesto]

Nella QCD, i quark sono considerati puntiformi, senza dimensione. Al 2014, indizi sperimentali indicano che non sono più grandi di 10−4 volte la grandezza di un protone, cioè meno di 10−19 metri.[81]

Tabella delle proprietà[modifica | modifica wikitesto]

Ai vari sapori dei quark sono assegnati dei numeri quantici di sapore: isospin (I3), charm (C), stranezza (S, da non confondere con lo spin), topness (T), e bottomness (B′).

Il numero barionico (B) ha lo stesso valore (+ 1/3) per tutti i quark, dal momento che i barioni sono costituiti da tre quark.

Per gli antiquark, la carica elettrica Q e i numeri quantici di sapore (B, I3, C, S, T, e B′) hanno segno opposto. La massa e il momento angolare totale invece non sono soggetti al cambiamento di segno.

Le proprietà fondamentali dei sei sapori di quark sono riassunte nella tabella seguente:

Proprietà dei sapori dei quark[77]
Particella Massa (MeV/c2)* J B Q I3 C S T B′ Antiparticella
Nome Simbolo Nome Simbolo
Prima generazione
Up u 2.3±0.7 ± 0.5[nb 6] 1/2 + 1/3 + 2/3 +1/2 0 0 0 0 Antiup
Down d 4.8±0.5 ± 0.3[nb 6] 1/2 +1/3 −1/3 −1/2 0 0 0 0 Antidown
Seconda generazione
Charm c 1275±25 1/2 +1/3 +2/3 0 +1 0 0 0 Anticharm
Strange s 95±5 1/2 +1/3 −1/3 0 0 −1 0 0 Antistrange
Terza generazione
Top t 173210±510 ± 710 1/2 +1/3 +2/3 0 0 0 +1 0 Antitop
Bottom b 4180±30 1/2 +1/3 −1/3 0 0 0 0 −1 Antibottom
dove: J =operatore momento angolare totale, B = numero barionico, Q = carica elettrica, I3 = isospin, C = charm, S = stranezza, T = topness, B′ = bottomness.
* Notazioni come 173210 ± 510 ± 710 denotano due tipi di incertezza di misura. Nel caso del quark top, il primo valore di incertezza è di natura statistica, il secondo rappresenta l'errore sistematico.

Quark interagenti[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Confinamento dei quark e Gluone.

Come descritto dalla cromodinamica quantistica, l'interazione forte tra i quark è mediata dai gluoni, bosoni vettori di gauge privi di massa. Ciascun gluone porta una carica di colore e una carica di anticolore. Nella struttura standard delle interazioni tra le particelle (che fa parte di una formulazione più generale conosciuta come teoria perturbativa), i gluoni vengono costantemente scambiati tra i quark tramite un processo virtuale di emissione e assorbimento. Quando un gluone si sposta tra i quark, avviene un cambio di colore; ad esempio, se un quark rosso emette un gluone rosso–antiverde, diventa verde, e se un quark verde assorbe un gluone rosso–antiverde, diventa rosso. Pertanto, mentre il colore di ciascun quark cambia in continuazione, la loro interazione forte è conservata.[82][83][84]

Siccome i gluoni possiedono una carica di colore, essi stessi sono in grado di assorbire ed emettere altri gluoni. Questo causa la libertà asintotica: man mano che i quark si avvicinano l'un all'altro, la forza di legame cromodinamica tra di loro si abbassa.[85] Al contrario, man mano che la distanza tra i quark aumenta, anche la forza di legame aumenta. Il campo di colore diventa sotto sforzo, similmente a un elastico quando viene allungato, e altri gluoni del colore appropriato vengono spontaneamente creati per rinforzare il campo. Sopra una certa soglia di energia diventa più energeticamente favorevole creare coppie di quark, che si legano con i quark che si sono separati, portando alla formazione di nuovi adroni. Questo fenomeno prende il nome di confinamento dei quark (o di colore): i quark non sono mai isolati.[86][87] Questo processo di adronizzazione avviene prima che i quark formati in una collisione ad alta energia, possano interagire in qualsiasi altro modo. L'unica eccezione è il quark top, che potrebbe decadere prima di adronizzare.[88]

Quark del mare[modifica | modifica wikitesto]

Gli adroni contengono, oltre ai quark di valenza (qv) che contribuiscono ai numeri quantici, delle coppie virtuali quark–antiquark (qq) dette quark nudi o quark del mare (qs, dall'inglese sea quark). I quark del mare si formano quando un gluone del campo di colore dell'adrone si divide; questo processo funziona anche al contrario nel senso che l'annichilazione di due quark del mare produce un gluone. Il risultato è un flusso costante di divisioni di gluoni e creazioni conosciuto in gergo come "il mare".[89] I quark del mare sono molto meno stabili delle loro controparti di valenza, e tipicamente si annichilano a vicenda all'interno dell'adrone. Nonostante questo, in alcune circostanze i quark del mare possono adronizzare in particelle barioniche o mesoniche.[90]

Altre fasi della materia di quark[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Materia di quark.
Diagramma delle fasi della cromodinamica quantistica. I dettagli precisi del diagramma sono ancora oggetto di ricerche[91][92]

Ad alte temperature o energie, i quark possono uscire dal confinamento ed esistere come particelle libere. Per via della libertà asintotica, l'interazione forte diventa più debole ad alte temperature finché si perde il confinamento di colore e si forma un plasma estremamente caldo di quark e gluoni liberi. Questa fase teorica della materia è detta appunto plasma di quark e gluoni.[3][93] Le condizioni precise necessarie a originare questo stato sono ignote e sono state oggetto di numerose speculazioni ed innumerevoli esperimenti. Una recente stima pone la temperatura necessaria a (1,90±0,02)×1012 kelvin.[94] Mentre uno stato di quark e gluoni completamente liberi non è ancora stato raggiunto (nonostante numerosi tentativi del CERN negli anni 1980 e 1990),[95] recenti esperimenti al Relativistic Heavy Ion Collider hanno mostrato della materia di quark in stato liquido in un moto fluido "quasi perfetto".[96]

Il plasma di quark e gluoni sarebbe caratterizzato da un grande aumento del numero di coppie dei quark più pesanti rispetto alle coppie di quark up e down. Si crede che nel periodo precedente a 10−6 secondi dopo il Big Bang, l'universo fosse riempito da questo tipo di plasma, dato che la temperatura era troppo alta perché gli adroni fossero stabili.[97]

Date una densità barionica sufficientemente alta e temperature relativamente basse – probabilmente paragonabili a quelle trovate nelle stelle di neutroni – ci si aspetta che la materia di quark degeneri in un liquido di Fermi di quark debolmente interagenti. Questo liquido sarebbe caratterizzato da una condensazione di coppie di Cooper di quark colorati, rompendo in tal modo la simmetria locale SU(3)c. Siccome le coppie di Cooper di quark hanno carica di colore, tale fase della materia di quark sarebbe superconduttiva rispetto al colore; vale a dire che la carica di colore sarebbe in grado di attraversarla senza resistenza.[98]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Bruno Migliorini et al., Scheda sul lemma "quark", in Dizionario d'ortografia e di pronunzia, Rai Eri, 2007, ISBN 978-88-397-1478-7.
  2. ^ (EN) Quark, in Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
  3. ^ a b c d Quark, in Treccani.it – Enciclopedie on line, 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, Enciclopedia della Scienza e della Tecnica. URL consultato il 20 novembre 2019.
  7. ^ a b R. Nave, Quarks, in HyperPhysics, Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. URL consultato il 29 giugno 2008.
  8. ^ a b c d B. Carithers e P. Grannis, Discovery of the Top Quark (PDF), in Beam Line, vol. 25, nº 3, SLAC, 1995, pp. 4–16. URL consultato il 19 novembre 2019.
  9. ^ a b E. D. Bloom, High-Energy Inelastic ep Scattering at 6° and 10°, in Physical Review Letters, vol. 23, nº 16, 1969, pp. 930–934, Bibcode:1969PhRvL..23..930B, DOI:10.1103/PhysRevLett.23.930.
  10. ^ a b M. Breidenbach, Observed Behavior of Highly Inelastic Electron–Proton Scattering, in Physical Review Letters, vol. 23, nº 16, 1969, pp. 935–939, Bibcode:1969PhRvL..23..935B, DOI:10.1103/PhysRevLett.23.935.
  11. ^ J. Joyce, Finnegans Wake, Penguin Books, 1992 [1939], p. 383, ISBN 0-14-006286-6.
  12. ^ S. Pronk-Tiethoff, The Germanic loanwords in Proto-Slavic, Rodopi Editore, 2013, p. 71, ISBN 978-94-012-0984-7.
  13. ^ What Does 'Quark' Have to Do with Finnegans Wake?, Merriam-Webster. URL consultato il 19 novembre 2019.
  14. ^ G. E. P. Gillespie, Why Joyce Is and Is Not Responsible for the Quark in Contemporary Physics (PDF), in Papers on Joyce 16. URL consultato il 19 novembre 2019.
  15. ^ Murray Gell-Mann, The Quark and the Jaguar: Adventures in the Simple and the Complex, Henry Holt and Co., 1995, p. 180, ISBN 978-0-8050-7253-2.
  16. ^ J. Gleick, Genius: Richard Feynman and Modern Physics, Little Brown and Company, 1992, p. 390, ISBN 0-316-90316-7.
  17. ^ J.J. Sakurai, Modern Quantum Mechanics, a cura di S. F. Tuan, Revised Edition, Addison–Wesley, 1994, p. 376, ISBN 0-201-53929-2.
  18. ^ a b D.H. Perkins, Introduction to High Energy Physics, Cambridge University Press, 2000, p. 8, ISBN 0-521-62196-8.
  19. ^ M. Riordan, The Hunting of the Quark: A True Story of Modern Physics, Simon & Schuster, 1987, p. 210, ISBN 978-0-671-50466-3.
  20. ^ a b Haim Harari, A New Quark Model for hadrons, in Physics Letters B, vol. 57, nº 3, 1975, p. 265, Bibcode:1975PhLB...57..265H, DOI:10.1016/0370-2693(75)90072-6.
  21. ^ Close, p. 133.
  22. ^ J.T. Volk, Letter of Intent for a Tevatron Beauty Factory (PDF), 4 marzo 1987.
  23. ^ a b M. Gell-Mann, A Schematic Model of Baryons and Mesons, in Physics Letters, vol. 8, nº 3, 1964, pp. 214–215, DOI:10.1016/S0031-9163(64)92001-3.
  24. ^ a b G. Zweig, An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking (PDF), in CERN Report No.8182/TH.401, 1964 (archiviato dall'url originale il 3 giugno 2010).
  25. ^ M. Gell-Mann, The Eightfold Way: A Theory of Strong Interaction Symmetry, in M. Gell-Mann, Y. Ne'eman (a cura di), The Eightfold Way, Westview Press, 2000 [1964], p. 11, ISBN 978-0-7382-0299-0.
    Originale: M. Gell-Mann, The Eightfold Way: A Theory of Strong Interaction Symmetry, in Synchrotron Laboratory Report CTSL-20, California Institute of Technology, 1961, DOI:10.2172/4008239.
  26. ^ Y. Ne'eman, Derivation of Strong Interactions from Gauge Invariance, in M. Gell-Mann, Y. Ne'eman (a cura di), The Eightfold Way, Westview Press, 2000 [1964], ISBN 978-0-7382-0299-0.
    Originale: Y. Ne'eman, Derivation of Strong Interactions from Gauge Invariance, in Nuclear Physics, vol. 26, nº 2, 1961, p. 222, Bibcode:1961NucPh..26..222N, DOI:10.1016/0029-5582(61)90134-1.
  27. ^ R. C. Olby e G. N. Cantor, Companion to the History of Modern Science, Taylor & Francis, 1996, p. 673, ISBN 978-0-415-14578-7.
  28. ^ G. Zweig, An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking: II, in CERN Report No.8419/TH.412, 1964.
  29. ^ A. Pickering, Constructing Quarks, University of Chicago Press, 1984, pp. 114–125, ISBN 978-0-226-66799-7.
  30. ^ B. J. Bjorken e S. L. Glashow, Elementary Particles and SU(4), in Physics Letters, vol. 11, nº 3, 1964, pp. 255–257, Bibcode:1964PhL....11..255B, DOI:10.1016/0031-9163(64)90433-0.
  31. ^ J. I. Friedman, The Road to the Nobel Prize, Huế University, 23 luglio 2008. URL consultato il 24 novembre 2019 (archiviato dall'url originale il 25 dicembre 2008).
  32. ^ R. P. Feynman, Very High-Energy Collisions of Hadrons (PDF), in Physical Review Letters, vol. 23, nº 24, 1969, pp. 1415–1417, Bibcode:1969PhRvL..23.1415F, DOI:10.1103/PhysRevLett.23.1415.
  33. ^ S. Kretzer, H. L. Lai, F. I. Olness e W. K. Tung, CTEQ6 Parton Distributions with Heavy Quark Mass Effects, in Physical Review D, vol. 69, nº 11, 2004, p. 114005, Bibcode:2004PhRvD..69k4005K, DOI:10.1103/PhysRevD.69.114005, arXiv:hep-ph/0307022.
  34. ^ a b Griffiths, p. 42.
  35. ^ Peskin e Schroeder, p. 556.
  36. ^ V. V. Ezhela, Particle Physics, Springer, 1996, p. 2, ISBN 978-1-56396-642-2.
  37. ^ S. L. Glashow, J. Iliopoulos e L. Maiani, Weak Interactions with Lepton–Hadron Symmetry, in Physical Review D, vol. 2, nº 7, 1970, pp. 1285–1292, Bibcode:1970PhRvD...2.1285G, DOI:10.1103/PhysRevD.2.1285.
  38. ^ Griffiths, p. 44.
  39. ^ M. Kobayashi e T. Maskawa, CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction, in Progress of Theoretical Physics, vol. 49, nº 2, 2 febbraio 1973, pp. 652–657, Bibcode:1973PThPh..49..652K, DOI:10.1143/PTP.49.652 (archiviato dall'url originale il 24 dicembre 2008).
  40. ^ K. W. Staley, The Evidence for the Top Quark, Cambridge University Press, 2004, pp. 31–33, ISBN 978-0-521-82710-2.
  41. ^ S. W. Herb, Observation of a Dimuon Resonance at 9.5 GeV in 400-GeV Proton-Nucleus Collisions, in Physical Review Letters, vol. 39, nº 5, 1977, p. 252, Bibcode:1977PhRvL..39..252H, DOI:10.1103/PhysRevLett.39.252.
  42. ^ M. Bartusiak, A Positron named Priscilla, National Academies Press, 1994, p. 245, ISBN 978-0-309-04893-4.
  43. ^ F. Abe (CDF), Observation of Top Quark Production in pp Collisions with the Collider Detector at Fermilab, in Physical Review Letters, vol. 74, nº 14, aprile 1995, pp. 2626–2631, Bibcode:1995PhRvL..74.2626A, DOI:10.1103/PhysRevLett.74.2626, PMID 10057978, arXiv:hep-ex/9503002.
  44. ^ S. Abachi (DØ), Search for High Mass Top Quark Production in pp Collisions at sqrt(s) = 1.8 TeV, in Physical Review Letters, vol. 74, nº 13, 27 marzo 1995, pp. 2422–2426, Bibcode:1995PhRvL..74.2422A, DOI:10.1103/PhysRevLett.74.2422, PMID 10057924, arXiv:hep-ex/9411001.
  45. ^ K. W. Staley, The Evidence for the Top Quark, Cambridge University Press, 2004, p. 144, ISBN 978-0-521-82710-2.
  46. ^ New Precision Measurement of Top Quark Mass, Brookhaven National Laboratory News, 9 giugno 2004. URL consultato il 3 novembre 2013 (archiviato dall'url originale il 5 marzo 2016).
  47. ^ S. S. M. Wong, Introductory Nuclear Physics, 2nd, Wiley Interscience, 1998, p. 30, ISBN 978-0-471-23973-4.
  48. ^ K. A. Peacock, The Quantum Revolution, Greenwood Publishing Group, 2008, p. 125, ISBN 978-0-313-33448-1.
  49. ^ B. Povh, C. Scholz, K. Rith e F. Zetsche, Particles and Nuclei, Springer, 2008, p. 98, ISBN 978-3-540-79367-0.
  50. ^ Sezione 6.1. in P. C. W. Davies, The Forces of Nature, Cambridge University Press, 1979, ISBN 978-0-521-22523-6.
  51. ^ a b c M. Munowitz, Knowing, Oxford University Press, 2005, p. 35, ISBN 978-0-19-516737-5.
  52. ^ W.-M. Yao (Particle Data Group), Review of Particle Physics: Pentaquark Update (PDF), in Journal of Physics G, vol. 33, nº 1, 2006, pp. 1–1232, Bibcode:2006JPhG...33....1Y, DOI:10.1088/0954-3899/33/1/001, arXiv:astro-ph/0601168.
  53. ^ S.-K. Choi (collaborazione Belle), Observation of a Resonance-like Structure in the π±Ψ′ Mass Distribution in Exclusive B→Kπ±Ψ′ decays, in Physical Review Letters, vol. 100, nº 14, 2008, p. 142001, Bibcode:2008PhRvL.100n2001C, DOI:10.1103/PhysRevLett.100.142001, PMID 18518023, arXiv:0708.1790.
  54. ^ Belle Discovers a New Type of Meson, KEK, 2007. URL consultato il 20 giugno 2009 (archiviato dall'url originale il 22 gennaio 2009).
  55. ^ R. Aaij (collaborazione LHCb), Observation of the Resonant Character of the Z(4430) State, in Physical Review Letters, vol. 112, nº 22, 2014, pp. 222002, Bibcode:2014PhRvL.112v2002A, DOI:10.1103/PhysRevLett.112.222002, PMID 24949760, arXiv:1404.1903.
  56. ^ R. Aaij (collaborazione LHCb), Observation of J/ψp Resonances Consistent with Pentaquark States in Λ0b→J/ψKp Decays, in Physical Review Letters, vol. 115, nº 7, 2015, pp. 072001, Bibcode:2015PhRvL.115g2001A, DOI:10.1103/PhysRevLett.115.072001, PMID 26317714, arXiv:1507.03414.
  57. ^ C. Amsler et al. (Particle Data Group), Review of Particle Physics: b′ (4th Generation) Quarks, Searches for (PDF), in Physics Letters B, vol. 667, nº 1, 2008, pp. 1–1340, DOI:10.1016/j.physletb.2008.07.018.
  58. ^ D. Decamp, Determination of the number of light neutrino species, in Physics Letters B, vol. 231, nº 4, 1989, p. 519, DOI:10.1016/0370-2693(89)90704-1.
  59. ^ A. Fisher, Searching for the Beginning of Time: Cosmic Connection, in Popular Science, vol. 238, nº 4, 1991, p. 70.
  60. ^ J.D. Barrow, The Singularity and Other Problems, in The Origin of the Universe, Ristampa, Basic Books, 1997 [1994], ISBN 978-0-465-05314-8.
  61. ^ D.H. Perkins, Particle Astrophysics, Oxford University Press, 2003, p. 4, ISBN 0-19-850952-9.
  62. ^ C. Quigg, Particles and the Standard Model, in G. Fraser (a cura di), The New Physics for the Twenty-First Century, Cambridge University Press, 2006, p. 91, ISBN 978-0-521-81600-7.
  63. ^ The Standard Model of Particle Physics, BBC, 8 febbraio 2002. URL consultato il 24 novembre 2019.
  64. ^ Close, pp. 80–90.
  65. ^ D. Lincoln, Understanding the Universe, World Scientific, 2004, p. 116, ISBN 978-981-238-705-9.
  66. ^ Weak Interactions, su Virtual Visitor Center, Stanford Linear Accelerator Center, 2008. URL consultato il 24 novembre 2019 (archiviato dall'url originale il 5 febbraio 2007).
  67. ^ K. Nakamura et al., Review of Particles Physics: The CKM Quark-Mixing Matrix (PDF), in J. Phys. G, vol. 37, nº 075021, 2010, p. 150.
  68. ^ Z. Maki, M. Nakagawa, S. Sakata, Remarks on the Unified Model of Elementary Particles, in Progress of Theoretical Physics, vol. 28, nº 5, 1962, p. 870, DOI:10.1143/PTP.28.870 (archiviato dall'url originale il 9 maggio 2010).
  69. ^ B.C. Chauhan, M. Picariello, J. Pulido, E. Torrente-Lujan, Quark–lepton complementarity, neutrino and standard model data predict θPMNS13 = 9+l-2°, in European Physical Journal, C50, nº 3, 2007, pp. 573–578, DOI:10.1140/epjc/s10052-007-0212-z, arΧiv:hep-ph/0605032.
  70. ^ R. Nave, The Color Force, in HyperPhysics, Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. URL consultato il 26 aprile 2009.
  71. ^ B. A. Schumm, Deep Down Things, Johns Hopkins University Press, 2004, pp. 131–132, ISBN 978-0-8018-7971-5.
  72. ^ a b Peskin e Schroeder, parte III.
  73. ^ V. Icke, The Force of Symmetry, Cambridge University Press, 1995, p. 216, ISBN 978-0-521-45591-6.
  74. ^ M. Y. Han, A Story of Light, World Scientific, 2004, p. 78, ISBN 978-981-256-034-6.
  75. ^ Cromodinamica quantistica, in Enciclopedia Italiana, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
  76. ^ A. Watson, The Quantum Quark, Cambridge University Press, 2004, pp. 285–286, ISBN 978-0-521-82907-6.
  77. ^ a b c K. Nakamura et al. (Particle Data Group), Review of Particle Physics: Quarks (PDF), in Journal of Physics G, vol. 37, 2010, p. 075021, DOI:10.1088/0954-3899/37/7A/075021.
  78. ^ W. Weise e A. M. Green, Quarks and Nuclei, World Scientific, 1984, pp. 65–66, ISBN 978-9971-966-61-4.
  79. ^ D. McMahon, Quantum Field Theory Demystified, McGraw–Hill, 2008, p. 17, ISBN 978-0-07-154382-8.
  80. ^ S. G. Roth, Precision Electroweak Physics at Electron–Positron Colliders, Springer, 2007, p. VI, ISBN 978-3-540-35164-1.
  81. ^ Don Lincoln, Smaller than Small: Looking for Something New With the LHC, su pbs.org, 29 ottobre 2014. URL consultato il 24 novembre 2019.
  82. ^ Feynman, 1985, pp. 136–137.
  83. ^ Veltman, pp. 45–47.
  84. ^ Wilczek e Devine, p. 85.
  85. ^ Wilczek e Devine, p. 400ff.
  86. ^ Veltman, pp. 295–297.
  87. ^ Yulsman, p. 55.
  88. ^ F. Garberson, Top Quark Mass and Cross Section Results from the Tevatron, in arXiv, 2 agosto 2008.
  89. ^ J. Steinberger, Learning about Particles, Springer, 2005, p. 130, ISBN 978-3-540-21329-1.
  90. ^ C.-Y. Wong, Introduction to High-energy Heavy-ion Collisions, World Scientific, 1994, p. 149, ISBN 978-981-02-0263-7.
  91. ^ S. B. Rüester, V. Werth, M. Buballa, I. A. Shovkovy e D. H. Rischke, The Phase Diagram of Neutral Quark Natter: Self-consistent Treatment of Quark Masses, in Physical Review D, vol. 72, nº 3, 2005, p. 034003, Bibcode:2005PhRvD..72c4004R, DOI:10.1103/PhysRevD.72.034004, arXiv:hep-ph/0503184.
  92. ^ M. G. Alford, K. Rajagopal, T. Schaefer e A. Schmitt, Color Superconductivity in Dense Quark Matter, in Reviews of Modern Physics, vol. 80, nº 4, 2008, pp. 1455–1515, Bibcode:2008RvMP...80.1455A, DOI:10.1103/RevModPhys.80.1455, arXiv:0709.4635.
  93. ^ S. Mrowczynski, Quark–Gluon Plasma, in Acta Physica Polonica B, vol. 29, nº 12, 1998, p. 3711, Bibcode:1998AcPPB..29.3711M, arXiv:nucl-th/9905005.
  94. ^ Z. Fodor e S. D. Katz, Critical Point of QCD at Finite T and μ, Lattice Results for Physical Quark Masses, in Journal of High Energy Physics, vol. 2004, nº 4, 2004, p. 50, Bibcode:2004JHEP...04..050F, DOI:10.1088/1126-6708/2004/04/050, arXiv:hep-lat/0402006.
  95. ^ U. Heinz e M. Jacob, Evidence for a New State of Matter: An Assessment of the Results from the CERN Lead Beam Programme, in arXiv, 16 febbraio 2000.
  96. ^ RHIC Scientists Serve Up "Perfect" Liquid, Brookhaven National Laboratory, 18 aprile 2005. URL consultato il 24 novembre 2019 (archiviato dall'url originale il 15 aprile 2013).
  97. ^ Yulsman, p. 75.
  98. ^ A. Sedrakian, J. W. Clark e M. G. Alford, Pairing in Fermionic Systems, World Scientific, 2007, pp. 2–3, ISBN 978-981-256-907-3.

Annotazioni[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ "Beauty" e "truth" sono messe a confronto negli ultimi versi della poesia di Keats del 1819 intitolata Ode on a Grecian Urn (Ode su un'urna greca), e potrebbe essere questa l'origine di quei nomi.
  2. ^ La violazione CP è un fenomeno che porta le interazioni deboli a comportarsi diversamente quando si scambiano sinistra e destra (simmetria P) e quando le particelle vengono scambiate con la corrispondente antiparticella (simmetria C).
  3. ^ Il principale indizio si basa sulla larghezza di risonanza del bosone Z0, che vincola il neutrino di quarta generazione ad avere una massa maggiore di ~45 GeV/c2. Questo sarebbe in forte contrasto con i neutrini delle altre tre generazioni, le quali masse non superano i 2 MeV/c2.
  4. ^ L'effettiva probabilità di decadimento di un quark in un altro è una funzione complicata dipendente (tra le altre variabili) dalla massa del quark decadente, le masse dei prodotti del decadimento, e il corrispondente elemento della matrice CKM. Questa probabilità è direttamente proporzionale (ma non uguale) al modulo quadro della corrispondente entrata (|Vij|2) della CKM.
  5. ^ A dispetto del nome, la carica di colore non è correlata allo spettro di colore della luce visibile.
  6. ^ a b le stime della massa di u e d sono controverse e ancora in fase di investigazione; infatti esistono suggerimenti in letteratura che il quark u sia essenzialmente privo di massa.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Approfondimenti[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

Controllo di autoritàGND (DE4048005-7 · NDL (ENJA01215059
Fisica Portale Fisica: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di fisica