Hadron

vihreä ja magentanuoli ("antivihreä") kumoavat toisensa valkoiseksi, mikä edustaa mesonia; punainen, vihreä ja sininen nuoli kumoavat valkoiseksi, mikä edustaa baryonia; keltainen ("antiblue"), magenta ja syaani ("antired") nuoli kumoavat valkoiseksi, mikä edustaa antibaryonia.
kaikkien hadronityyppien kokonaisvärivaraus on nolla (kolme esimerkkiä näytetään)

kvarkkimallin mukaan hadronien ominaisuudet määräytyvät ensisijaisesti niiden niin sanottujen valenssikvarkkien perusteella. Esimerkiksi protoni koostuu kahdesta ylös varatusta kvarkista (kummallakin sähkövaraus +2⁄3, yhteensä +4⁄3 yhdessä) ja yhdestä alas varatusta kvarkista (sähkövaraus -1⁄3). Kun nämä lasketaan yhteen, saadaan protonivaraus + 1. Vaikka kvarkeilla on myös värivaraus, hadroneilla täytyy olla nolla kokonaisvärivarausta värivakioksi kutsutun ilmiön vuoksi. Toisin sanoen hadronien on oltava ”värittömiä”tai ” valkoisia”. Yksinkertaisimmillaan tämä tapahtuu yhden värin kvarkilla ja vastaavan antikolorin antikvarkilla eli kolmella erivärisellä kvarkilla. Hadronit, joilla on ensimmäinen järjestely, ovat mesonityyppisiä ja ne, joilla on toinen järjestely, ovat baryonityyppisiä.

Massattomat virtuaaligluonit muodostavat numeerisen enemmistön hadronien sisällä olevista hiukkasista. Kvarkit yhteen sitovien vahvojen voimagluonien vahvuus on riittävä energia (E), jotta resonanssit muodostuvat massiivisista (m) kvarkeista (e > mc2). Yksi seuraus on, että lyhytikäisiä virtuaalisia kvarkkeja ja antikvarkkeja muodostuu jatkuvasti ja katoaa jälleen hadronin sisällä. Koska virtuaaliset kvarkit eivät ole stabiileja aaltopaketteja (quanta), vaan epäsäännöllisiä ja ohimeneviä ilmiöitä, ei ole mielekästä kysyä, mikä kvarkki on todellinen ja mikä virtuaalinen; vain pieni ylimäärä ilmenee ulkopuolelta hadronin muodossa. Näin ollen, kun hadronin tai anti-hadronin sanotaan koostuvan (tyypillisesti) 2 tai 3 kvarkista, tämä viittaa teknisesti kvarkkien jatkuvaan ylimäärään antikvarkkia vastaan.

kaikkien subatomisten hiukkasten tavoin hadroneille annetaan kvanttiluku, joka vastaa Poincarén ryhmän esityksiä: JPC (m), jossa J on spin-kvanttiluku, P luontainen pariteetti (tai P-pariteetti), C varauskonjugaatio (tai C-pariteetti) ja m hiukkasen massa. Huomaa, että hadronin massalla on hyvin vähän tekemistä sen valenssikvarkkien massan kanssa; pikemminkin massa–energia-ekvivalenssin vuoksi suurin osa massasta tulee voimakkaaseen vuorovaikutukseen liittyvästä suuresta energiamäärästä. Hadroneilla voi olla myös makukvanttilukuja, kuten isospiini (G-pariteetti) ja outous. Kaikilla kvarkeilla on additiivinen, säilyvä kvanttiluku, jota kutsutaan baryoniluvuksi (B), joka on kvarkeilla +1⁄3 ja antikvarkeilla -1⁄3. Tämä tarkoittaa, että baryoneilla (komposiittihiukkasilla, jotka koostuvat kolmesta, viidestä tai suuremmasta parittomasta määrästä kvarkkeja) on B = 1, kun taas mesoneilla B = 0.

Hadroneilla on resonansseina tunnettuja jännitystiloja. Jokaisella maatilan hadronilla voi olla useita virittyneitä tiloja; kokeissa on havaittu useita satoja resonansseja. Resonanssit hajoavat erittäin nopeasti (noin 10-24 sekunnissa) voimakkaan ydinvoiman kautta.

aineen muissa vaiheissa hadronit saattavat kadota. Esimerkiksi hyvin korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa, ellei kvarkkien makuja ole riittävästi, kvanttikromodynamiikan (QCD) teoria ennustaa, että kvarkit ja gluonit eivät enää rajoitu hadroneihin, ”koska vahvan vuorovaikutuksen vahvuus heikkenee energian mukana”. Tämä ominaisuus, joka tunnetaan asymptoottinen vapaus, on kokeellisesti vahvistettu energian välillä 1 GeV (gigaelectronvolt) ja 1 TeV (teraelectronvolt).

kaikki vapaat hadronit paitsi (mahdollisesti) protoni ja antiprotoni ovat epästabiileja.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.