Что такое очарованные кварки?

С-кварк, или очарованный кварк, — это кварк второго поколения с массой 1,25 ГэВ (немногим больше, чем масса протона). Открытие этой частицы породило целую «физику очарования», или «очарованную физику».

Впервые слово «кварк» появилось в романе Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану», где звучит фраза «Три кварка для мистера Марка!». В 60-е годы ХХ века, когда ученые занялись построением теории элементарных частиц, термин «кварк» предложил использовать американский физик, лауреат Нобелевской премии Мюррей Гелл-Манн.

Что такое кварк?

Кварк — это фундаментальная частица в Стандартной модели (современная теория строения и взаимодействий элементарных частиц), обладающая электрическим зарядом, не наблюдаемая в свободном состоянии, но входящая в состав адронов (сильно взаимодействующих частиц, таких как протоны и нейтроны). Кварки являются бесструктурными, точечными частицами. Они могут быть внутри адронов, а при распаде частиц способны комбинироваться так, что в результате в продуктах распада видны не кварки, а только какие-то элементарные частицы.

Всего существует шесть типов кварков, обозначаемых буквами u, d, s, c, b, t (от английских слов up, down, strange, charm, bottom, top).

Кварки группируются в пары: первая пара — это u- и d-кварки, вторая пара — это c- и s-кварки, и третья пара — это top и bottom. Эти пары кварков обладают абсолютно идентичными свойствами, единственное, что их отличает — каждая следующая пара тяжелей предыдущей.

Кварки также имеют дробный электрический заряд и цвет. Кварки верхнего ряда (u, c, t) имеют электрический заряд Q = +2/3e , нижнего ряда (d,s,b) — электрический заряд Q = −1/3e , где е — абсолютная величина заряда электрона.

Что такое очарованный кварк?

С-кварк, или очарованный кварк (charm quark, charmed quark, или c-quark, — от англ. сharm — обаяние, чары) — кварк с зарядом +(2/3)e, принадлежащий ко второму поколению. Он имеет массу 1,25 ГэВ (немногим больше, чем масса протона) и занимает третье место по массе среди кварков (после тяжелых t- и b-кварков).

С-кварк был зарегистрирован в 1974 году в результате открытия J/ψ-частицы группами ученых из Национальной ускорительной лаборатории SLAC, оператором которой является Стэнфордский университет в Калифорнии, и из Брукхейвенской национальной лаборатории (Аптон, штат Нью-Йорк). Одна из групп назвала новую частицу J, вторая предложила название ψ. После непродолжительного спора был принят компромисс — J/ψ. Эта частица с так называемым скрытым очарованием (чармоний) состоит из очарованных кварка и антикварка.