Nowy blog. Nowy wpis. Powróciłam.
----------------------------------------------------------------------------
Już jakiś czas temu zastanawiałam się dlaczego tak różna jest masa pojedynczego (wolnego) kwarka od masy tego samego kwarka np. w parze z innym kwarkiem.
Oczywiście nie zważyłam żadnego kwarka, ale wystarczy zerknąć na jakąkolwiek publikację związaną z charakterystyką cząstek elementarnych (np. CERNowskie tablice) i nieco zastanowić się nad podanymi tam wielkościami.
Na zastanawianiu się temat ten zakończył swoją egzystencję w mojej głowie. Miałam przed oczami szkolne definicje deficytu masy, częściowej zamianie masy na energię wiązań etc. I wszystko to sprawiło, że nie widziałam sensu dalszego pogłębiania tematu. Ok, kwarki się grupują, zmienia się ich masa/energia - wszystko gra i buczy. Easy peasy.
Jakiś czas temu usłyszałam z ust prof. J. Pluty (Politechnika Warszawska), przy okazji wykładu o cząstkach elementarnych o masie konstytuentnej i prądowej kwarków. Skondensowana, konstytuentna ? Właściwie nic nowego. Ale czym jest owa masa prądowa?
Masa prądowa. Zupełna pustka, nigdy wcześniej nie słyszałam nic na temat masy prądowej jakiejkolwiek cząstki. Pan Profesor również nie wyjaśnił czym jest owa masa, gdyż nie to stanowiło temat wykładu – a szkoda. I tym oto sposobem zaczęłam „węszyć” w poszukiwaniu satysfakcjonującej definicji.
Masa prądowa – określana jako masa „gołych” kwarków. Masa kontytuentna w tym przypadku to masa prądowa kwarków + pole gluonowe, która otacza kwarki. Ale przecież gluony są z definicji bezmasowe? Jak dokonano pomiaru masy prądowej i konstytuentnej?
Proton zbudowany jest z trzech kwarków – dwóch górnych i jednego dolnego (uud), neutron zaś z dwóch dolnych i jednego górnego (udd). Zakładając, że masa protonu jest zbliżona do masy neutronu, założono też że masa kwarka górnego i dolnego musi być również do siebie zbliżona. Tym sposobem określono masę jednego kwarka dolnego/górnego jako 1/3 masy neutronu/protonu (dla I rodziny cząstek, dla pozostałych wyznaczono w sposób analogiczny).
Czy takie rozumowanie jest poprawne? Skoro dany kwark stanowi 1/3 masy np. protonu, to jest to masa już uwzględniająca otaczającą go chmurę gluonową, która co prawda jest wysokoenergetyczna ale bezmasowa. I kolejne stwierdzenie: kwarki „nabierają masy” kiedy oddziałują kolorowo
„Oddziaływanie silne zachodzi pomiędzy dwoma kwarkami poprzez wymianę cząstek zwanych gluonami przenoszących jednocześnie ładunki kolorowe i antykolorowe.” (źródło: Wikipedia.pl)
Jak więc oddziaływanie silne wpływa na masę cząstek?
Wszystkie masy podawane są w odpowiednich rzędach eV, czy wobec tego można dowolnie przeliczać uzyskane wartości na kg (1 eV/c² = 1,783 × 10-36 kg)?
Do ustanowienia masy prądowej kwarków przyczyniły się akceleratory cząstek, które podobno pozwoliły na oddzielenie chmury gluonowej od pojedynczego kwarku, tym samym ukazując jego nagie oblicze.
Masa prądowa jest znacznie niższa od masy konstytunetnej. Czy więc owa chmurwa glonow/ oddziaływania kolorowe tak wpływają na ich masę? Jaka jest prawdziwa masa kwarków? Czy można przyjąć, że masa prądowa jest masą właściwą? W jaki sposób oddzielono „chmurę gluonową” od kwarków? Jak dokonano odpowiedniego pomiaru?
Wszystkie pytania zawarte w tej notce spędzają mi sen z powiek. Jeszcze dziś przedstawię odpowiedzi na większość z nich – co prawda bazując na „oficjalnych” materiałach, wynikających z dostępnej literatury i analiz wyników badań. Czy będzie to prawdą w najczystszej postaci? Oczywiście, że nie. Będą to tylko trudne do wyobrażenia definicje, stworzone przez fizyków-magików, być może i potwierdzone w magicznych laboratoriach, oprawione w słowa „Abrakadabra!”.
Inne tematy w dziale Technologie
