Jak znaleźć kwarka?

Potrzeba trochę szczęścia i duży akcelerator –
wielokilometrowy
pierścień
pod
ziemią,
zużywający tyle prądu co miasto jak Toruń.
μ
b
W przyrodzie nic nie ginie.. zasady zachowania?
Każda cząstka posiada energię związaną z jej masą: E=mc 2
2
mv
Oraz energię kinetyczną związaną z ruchem: E= 2
Energia związana z masą elektronu i pozytonu jest
miliard razy większa niż energia kinetyczna tych cząstek
poruszających się z prędkością samochodu 120 km/h.
Zasada zachowania energii mówi nam, że w każdym
procesie całkowita ilość energii pozostaje stała. Podczas
zderzeń cząstek, energia przed zderzeniem i po zderzeniu
musi być taka sama – nie może zniknąć!
W każdym procesie obowiązuje również zasada
zachowania pędu.
Te dwie fundamentalne zasady fizyki stosują się do
cząstek elementarnych.
e
wiązka antyprotonów
W+
t
wiązka protonów
Schemat wykreowania pary
kwarku top i jego antykwarku
t
W-
νe
νμ
b
e
Zderzenia elektronów i pozytonów
Zderząjąc elektrony i pozytony możemy
wytwarzać, cząstki złożone z kwarku i antykwarku –
mezony.
Jedną z możliwości jest wytworzenie
cząstki zwanej Upsilon, mezonu złożonego z
kwarku bottom (pięknego) oraz jego antykwarku .
Przyjrzyjmy się energii w takim procesie:
Energia pary elektron - pozyton to tylko
1.022 MeV zaś energia pary kwarków wynosi
ponad 9000 MeV.
Aby zasada zachowania energii była spełniona
elektrony i pozytony muszą mieć ogromną energię
kinetyczną, czyli muszą być rozpędzone do bardzo
dużych prędkości.
+
e
Energia
Produkcja cząstek Upsilon, złożonych z kwarku
pięknego i jego antykwarku w zderzeniach
elektronów i pozytonów.
Potrzebujemy coraz większych maszyn żeby znaleźć małe
kwarki.
Zatem jeśli nie masz pieniędzy lub nie wierzysz w nowe
kwarki, zawsze możesz znaleźć kwarkowe ciastko w pewnej
piekarni w Trydencie we Włoszech.
Podziekowania dla FermiLabu za pozwolenie użycia materiałów inernetowych: http://www.fnal.gov/pub/inquiring/physics/discoveries/index.html - Marjorie Bardeen