Hadron

en grøn og en magenta ("antigreen") pil, der annullerer hinanden ud hvid, der repræsenterer en meson; en rød, en grøn og en blå pil, der annullerer ud til hvid, der repræsenterer en baryon; en gul ("antiblue"), en magenta og en cyan ("antired") pil, der annullerer ud til hvid, der repræsenterer en antibaryon.
alle typer hadroner har nul total farveafladning (tre eksempler vist)

ifølge kvarkmodellen bestemmes hadronernes egenskaber primært af deres såkaldte valens kvarker. For eksempel er en proton sammensat af to op kvarker (hver med elektrisk ladning +2 liter 3, i alt +4 liter 3 sammen) og en ned kvark (med elektrisk ladning -1 liter 3). Tilføjelse af disse sammen giver protonladningen på +1. Selvom kvarker også bærer farveopladning, skal hadroner have nul total farveopladning på grund af et fænomen kaldet farveindeslutning. Det vil sige, hadroner skal være “farveløse” eller “hvide”. De enkleste måder at dette sker på er med en kvark af en farve og en antikvark af den tilsvarende anticolor eller tre kvarker af forskellige farver. Hadroner med det første arrangement er en type meson, og dem med det andet arrangement er en type baryon.

masseløse virtuelle gluoner udgør det numeriske flertal af partikler inde i hadroner. Styrken af de stærke kraftgluoner, der binder kvarkerne sammen, har tilstrækkelig energi (E) til at have resonanser sammensat af massive (m) kvarker (E > mc2) . Et resultat er, at kortvarige par virtuelle kvarker og antikvarker konstant dannes og forsvinder igen inde i en hadron. Fordi de virtuelle kvarker ikke er stabile bølgepakker (kvanta), men et uregelmæssigt og forbigående fænomen, er det ikke meningsfuldt at spørge, hvilken kvark der er reel, og hvilken virtuel; kun det lille overskud er tydeligt udefra i form af en hadron. Derfor, når en hadron eller anti-hadron angives at bestå af (typisk) 2 eller 3 kvarker, henviser dette teknisk til det konstante overskud af kvarker vs. antikvarker.

som alle subatomære partikler tildeles hadroner kvantetal svarende til repræsentationerne af Poincar-Lenar-gruppen: JPC (m), hvor J er spin kvantetallet, P den indre paritet (eller P-paritet), C ladningskonjugationen (eller C-paritet) og m partiklens masse. Bemærk, at massen af en hadron har meget lidt at gøre med massen af dens valens kvarker; snarere på grund af masse–energiækvivalens kommer det meste af massen fra den store mængde energi, der er forbundet med den stærke interaktion. Hadroner kan også bære smagskvantantal såsom isospin (G paritet) og mærkelighed. Alle kvarker bærer et additiv, konserveret kvantetal kaldet et baryonnummer (B), som er +1 liter 3 for kvarker og -1 liter 3 for antikvarker. Dette betyder, at baryoner (sammensatte partikler lavet af tre, fem eller et større ulige antal kvarker) har B = 1, mens mesoner har B = 0.

hadroner har ophidsede stater kendt som resonanser. Hver jordtilstand hadron kan have flere ophidsede tilstande; flere hundrede resonanser er blevet observeret i eksperimenter. Resonanser henfalder ekstremt hurtigt (inden for ca.10-24 sekunder) via den stærke atomkraft.

i andre faser af stof kan hadronerne forsvinde. For eksempel ved meget høj temperatur og højt tryk, medmindre der er tilstrækkeligt mange smagsstoffer af kvarker, forudsiger teorien om kvantekromodynamik, at kvarker og gluoner ikke længere vil være begrænset inden for hadroner, “fordi styrken af den stærke interaktion mindskes med energi”. Denne egenskab, der er kendt som asymptotisk frihed, er eksperimentelt bekræftet i energiområdet mellem 1 GeV (gigaelectronvolt) og 1 Tev (teraelectronvolt).

alle frie hadroner undtagen (muligvis) proton og antiproton er ustabile.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.