Quark estranho - Strange quark

O quark estranho ou quark s (de seu símbolo, s) é o terceiro mais leve de todos os quarks , um tipo de partícula elementar . Quarks estranhos são encontrados em partículas subatômicas chamadas hádrons . Exemplos de hádrons contendo quarks estranhos incluem kaons (
K
), estranhos mesons D (
D
_s), Bárions Sigma (
Σ
) e outras partículas estranhas .

De acordo com o IUPAP, o símbolo s é o nome oficial, enquanto "estranho" deve ser considerado apenas como um mnemônico. O nome lateral também foi usado porque o quark s tem um valor I ₃ de 0 enquanto os quarks u ("para cima") e d ("para baixo") têm valores de +1/2 e -1/2 respectivamente.

Junto com o quark charme , faz parte da segunda geração da matéria. Tem uma carga elétrica de -1/3 e e uma massa nua de95+9
−3 MeV / c ² . Como todos os quarks , o quark estranho é um férmion elementar com spin 1/2e experimenta todas as quatro interações fundamentais : gravitação , eletromagnetismo , interações fracas e interações fortes . A antipartícula do quark estranho é o antiquark estranho (às vezes chamado de quark antiestrange ou simplesmente antiestrange ), que difere dele apenas porque algumas de suas propriedades têm magnitude igual, mas sinal oposto .

A primeira partícula estranha (uma partícula contendo um quark estranho) foi descoberta em 1947 ( kaons ), mas a existência do quark estranho em si (e dos quarks up e down ) só foi postulada em 1964 por Murray Gell-Mann e George Zweig para explicar o esquema de classificação óctuplo dos hádrons . A primeira evidência da existência de quarks veio em 1968, em experimentos de espalhamento inelástico profundo no Stanford Linear Accelerator Center . Esses experimentos confirmaram a existência de quarks up e down e, por extensão, quarks estranhos, já que eram necessários para explicar a via óctupla .

História

No início da física de partículas (primeira metade do século 20), os hádrons , como prótons , nêutrons e píons, eram considerados partículas elementares . No entanto, novos hádrons foram descobertos e o ' zoológico de partículas ' cresceu de algumas partículas no início dos anos 1930 e 1940 para várias dezenas delas nos anos 1950. Algumas partículas viveram muito mais tempo do que outras; a maioria das partículas decaiu por meio da interação forte e teve vida útil de cerca de 10 ⁻²³ segundos. Quando eles decaíram por meio das interações fracas , eles tiveram uma vida útil de cerca de 10 a ¹⁰ segundos. Enquanto estudava essas decadências, Murray Gell-Mann (em 1953) e Kazuhiko Nishijima (em 1955) desenvolveram o conceito de estranheza (que Nishijima chamou de carga eta , após o meson eta (
η
)) para explicar a 'estranheza' das partículas de vida mais longa. A fórmula de Gell-Mann-Nishijima é o resultado desses esforços para compreender estranhas decadências.

Apesar de seu trabalho, as relações entre cada partícula e a base física por trás da propriedade de estranheza permaneceram obscuras. Em 1961, Gell-Mann e Yuval Ne'eman propuseram, independentemente, um esquema de classificação de hadrões denominado via óctupla , também conhecido como SU (3) simetria de sabor . Isso ordenou os hádrons em multipletos isospin . A base física por trás do isospin e da estranheza só foi explicada em 1964, quando Gell-Mann e George Zweig propuseram independentemente o modelo de quark , que naquela época consistia apenas em quarks up, down e estranhos. Os quarks up e down eram os portadores do isospin, enquanto o quark estranho carregava estranheza. Enquanto o modelo de quark explicava a maneira óctupla , nenhuma evidência direta da existência de quarks foi encontrada até 1968 no Stanford Linear Accelerator Center . Experimentos de espalhamento inelástico profundo indicaram que prótons tinham subestrutura, e que prótons feitos de três partículas mais fundamentais explicaram os dados (confirmando assim o modelo de quark ).

A princípio as pessoas estavam relutantes em identificar os de três corpos como quarks, preferindo Richard Feynman 's Parton descrição, mas com o tempo a teoria de quark foi aceita (ver Revolução de Outubro ).

Veja também

• Modelo Quark
• Assunto estranho
• Produção de estranheza
• Strangelet
• Estrela estranha

Referências

Leitura adicional

• R. Nave. "Quarks" . HyperPhysics . Georgia State University , Departamento de Física e Astronomia . Página visitada em 29/06/2008 .
• A. Pickering (1984). Construindo Quarks . University of Chicago Press . pp. 114-125. ISBN 978-0-226-66799-7.