Sólin Sólin Rís 10:17 • sest 16:10 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:40 • Sest 15:54 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 10:12 • Síðdegis: 22:46 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:46 • Síðdegis: 16:36 í Reykjavík
Sólin Sólin Rís 10:17 • sest 16:10 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:40 • Sest 15:54 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 10:12 • Síðdegis: 22:46 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:46 • Síðdegis: 16:36 í Reykjavík
LeiðbeiningarTil baka

Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=
Forsíða Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: fræðileg Hvað eru kvarkar?

Flokkun:

19.6.2000
Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: fræðileg

Hvað eru kvarkar?

Kristján Rúnar Kristjánsson

Kvarkar eru þær agnir sem til dæmis róteindir og nifteindir eru gerðar úr. Til eru sex gerðir af kvörkum. Þær eru upp (u), niður (d), sérstaða (s), þokki (c), toppur (t) og botn (b). Kvarkar hafa rafhleðslu -1/3 e eða +2/3 e (sjá töflu).

Spurningin í heild var sem hér segir:
Hvað eru kvarkar; er tilvist þeirra sönnuð? Hverjum nýtist þessi þekking og þá hvernig?
Allar þungeindir eru gerðar úr þremur kvörkum, til dæmis er róteind samsett úr tveimur u-kvörkum og einum d-kvarka. Heildarhleðsla róteindar er því 2/3 e + 2/3 e - 1/3 e = e. Miðeindir eru hins vegar gerðar úr kvarka og andkvarka (fjallað er almennt um andefni í svari Þorsteins Vilhjálmssonar við spurningunni Hvað er andefni?).

Hver kvarki hefur "lit". Kvarkar geta verið rauðir, bláir eða grænir en andkvarkar eru andrauðir, andbláir eða andgrænir. Það skal tekið fram að kvarkar hafa ekki lit í venjulegum skilningi; rauður kvarki er ekki rauður á sama hátt og bíllinn minn er rauður heldur er þetta bara þægilegt nafn á eiginleika sem kvarkinn hefur. Í náttúrunni koma aðeins fyrir litlausar samsetningar af kvörkum. Þetta þýðir að annaðhvort er blandað saman rauðum, bláum og grænum (eða andrauðum, andbláum og andgrænum) til að fá þungeind eða til dæmis rauðum og andrauðum til að fá miðeind. Kvarkar geta með öðrum orðum aldrei verið frjálsir því að stakur kvarki myndi brjóta regluna um litleysi.

En hvernig vita menn þá að kvarkar eru raunverulega til fyrst enginn hefur séð þá? Svarið er einfaldlega að kvarkar eru hluti af viðtekna líkaninu (The Standard Model) í öreindafræði nútímans og allir fræðilegir reikningar sem byggjast á tilvist kvarka koma heim og saman við tilraunir. Í öreindahröðlum, til dæmis í CERN (Evrópsku öreindarannsóknastöðinni, sjá heimasíðu CERN), hafa verið gerðar ótal mismunandi tilraunir sem sýna ótvírætt fram á tilvist kvarka.

Þekking okkar á kvörkum hefur ekkert beint hagnýtt gildi, að minnsta kosti ekki enn sem komið er. Hins vegar er þessi þekking ómetanleg fyrir eðlisfræðinga og aðra sem eru að reyna að skilja innsta eðli efnisins og alheimsins. Sagan sýnir okkur að slík þekking reynist yfirleitt hagnýt þótt síðar verði.

Lesefni: www.particleadventure.org

Höfundur

Kristján Rúnar Kristjánsson

doktor í eðlisfræði

Útgáfudagur

19.6.2000

Spyrjandi

Hreiðar Ingi Þorsteinsson

Efnisorð

Tilvísun

Kristján Rúnar Kristjánsson. „Hvað eru kvarkar?“ Vísindavefurinn, 19. júní 2000, sótt 21. nóvember 2024, https://visindavefur.is/svar.php?id=541.

Kristján Rúnar Kristjánsson. (2000, 19. júní). Hvað eru kvarkar? Vísindavefurinn. https://visindavefur.is/svar.php?id=541

Kristján Rúnar Kristjánsson. „Hvað eru kvarkar?“ Vísindavefurinn. 19. jún. 2000. Vefsíða. 21. nóv. 2024. <https://visindavefur.is/svar.php?id=541>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki

Senda grein til vinar

=

Hvað eru kvarkar?
Kvarkar eru þær agnir sem til dæmis róteindir og nifteindir eru gerðar úr. Til eru sex gerðir af kvörkum. Þær eru upp (u), niður (d), sérstaða (s), þokki (c), toppur (t) og botn (b). Kvarkar hafa rafhleðslu -1/3 e eða +2/3 e (sjá töflu).

Spurningin í heild var sem hér segir:
Hvað eru kvarkar; er tilvist þeirra sönnuð? Hverjum nýtist þessi þekking og þá hvernig?
Allar þungeindir eru gerðar úr þremur kvörkum, til dæmis er róteind samsett úr tveimur u-kvörkum og einum d-kvarka. Heildarhleðsla róteindar er því 2/3 e + 2/3 e - 1/3 e = e. Miðeindir eru hins vegar gerðar úr kvarka og andkvarka (fjallað er almennt um andefni í svari Þorsteins Vilhjálmssonar við spurningunni Hvað er andefni?).

Hver kvarki hefur "lit". Kvarkar geta verið rauðir, bláir eða grænir en andkvarkar eru andrauðir, andbláir eða andgrænir. Það skal tekið fram að kvarkar hafa ekki lit í venjulegum skilningi; rauður kvarki er ekki rauður á sama hátt og bíllinn minn er rauður heldur er þetta bara þægilegt nafn á eiginleika sem kvarkinn hefur. Í náttúrunni koma aðeins fyrir litlausar samsetningar af kvörkum. Þetta þýðir að annaðhvort er blandað saman rauðum, bláum og grænum (eða andrauðum, andbláum og andgrænum) til að fá þungeind eða til dæmis rauðum og andrauðum til að fá miðeind. Kvarkar geta með öðrum orðum aldrei verið frjálsir því að stakur kvarki myndi brjóta regluna um litleysi.

En hvernig vita menn þá að kvarkar eru raunverulega til fyrst enginn hefur séð þá? Svarið er einfaldlega að kvarkar eru hluti af viðtekna líkaninu (The Standard Model) í öreindafræði nútímans og allir fræðilegir reikningar sem byggjast á tilvist kvarka koma heim og saman við tilraunir. Í öreindahröðlum, til dæmis í CERN (Evrópsku öreindarannsóknastöðinni, sjá heimasíðu CERN), hafa verið gerðar ótal mismunandi tilraunir sem sýna ótvírætt fram á tilvist kvarka.

Þekking okkar á kvörkum hefur ekkert beint hagnýtt gildi, að minnsta kosti ekki enn sem komið er. Hins vegar er þessi þekking ómetanleg fyrir eðlisfræðinga og aðra sem eru að reyna að skilja innsta eðli efnisins og alheimsins. Sagan sýnir okkur að slík þekking reynist yfirleitt hagnýt þótt síðar verði.

Lesefni: www.particleadventure.org

...