Заряд кварків

Чому дорівнює заряд електрона? Цифру -1,6 * 10-19 кулон вперше була отримана Робертом Міллікеном, який вимірював швидкість підйому заражених масляних крапельок в електростатичному полі. Мінімальний заряд, яким могла володіти крапля був прийнятий одиничним. В середині, наприклад, 60-х років число елементарних частинок вимірювалося вже сотнями. Муррей Гелл-Манн і Джордж Цвейг теоретично показали, що відомі властивості багатьох елементарних частинок можна описати, припустивши, що вони побудовані з декількох ще більш крихітних часток – кварків. Заряд кварків при цьому може бути рівним 2/3 або 1/3 заряду електрона. Сама назва частки кварк перекладається як “дрібниця”, “нісенітниця”.

Заряд кварків при цьому може бути рівним 2/3 або 1/3 заряду електрона

Багато фізиків зміцнювалися в думці, що кварки – це фіктивні, “математичні” частинки і що в природі вони існувати не можуть, а теорія “кольорових кварків” наділяла кварки властивостями аналогічними квітам спектра. За цією теорією кварки об’єднуються завжди так же, як можна об’єднати, скажімо, червоний, синій і жовтий кольори, щоб отримати білий. Реальні частки, відповідно, можуть бути тільки “білими”, а “колір” окремих кварків ми розрізнити не можемо. Крім цього, теоретики вигадали і “зачаровані” кварки.

Однак експериментатори не залишали надії розшукати коли-небудь окремі кварки. Це вдалося зробити Вільяму Фербенку, Джорджу Перу і Артуру Хеббарду. При цьому заряд кварків виявився менше, ніж заряд електрона.

Методика експерименту повторювала досвід Міллікена, але на новому технічному рівні. Масляні крапельки, які запускав між пластинами конденсатора Міллікен, вчені замінили крихітними ниобиевая кульками, маса яких була, природно, більше. На практиці це означало, що ймовірність виявлення кварків істотно вище. Адже, за сучасними оцінками, серед 1012 протонів і нейтронів може зустрітися один вільний кварк.

Шарик висів в поле надпровідного електромагніту. Для зменшення впливу температури робоча камера охолоджувалася до -2600С. До пластин конденсатора прикладалася пульсує напруга, і, якщо кулька мав зарядом, він починав коливатися в електричному полі. Характер коливань залежав від величини заряду. За півтора року вдалося провести півтора десятка дослідів, і в трьох з них заряд кульки виявився менше, ніж заряд електрона, причому в точності одна третина.

Фербенк, у всякому разі, не був збентежений. Його установка працювала двадцять чотири години на добу, і час від часу реєструвала дробові заряди. Була встановлена ​​навіть незрозуміла залежність появи кварків від способу обробки ниобиевих кульок.

...
ПОДІЛИТИСЯ: