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| 構成 | 素粒子 |
|---|---|
| 統計 | フェルミオン |
| 家族 | クォーク |
| 世代 | 2番 |
| インタラクション | 強い、弱い、電磁力、重力 |
| シンボル | s |
| 反粒子 | 奇妙な反クォーク（ s ） |
| 理論化された | マレー・ゲルマン（1964） ジョージ・ツヴァイク（1964） |
| 発見した | 1968年、SLAC |
| 質量 | 95+9 −3 MeV/ c 2 [1] |
| 崩壊して | アップクォーク |
| 電荷 | − 1/3e |
| カラーチャージ | はい |
| スピン | 1/2 ħ |
| 弱いアイソスピン | 左: − 1/2、RH :0 |
| 弱い超電荷 | LH : 1/3、RH : − 2/3 |
ストレンジクォークまたはsクォーク（記号sに由来）は、すべてのクォークの中で3番目に軽い、素粒子の一種です。ストレンジクォークは、ハドロンと呼ばれる亜原子粒子の中に存在します。ストレンジクォークを含むハドロンの例としては、カオン（
け
）、ストレンジD中間子（
だ
s）、シグマ重粒子（
Σ
）、その他の奇妙な粒子もあります。
IUPAPによれば、記号sが正式名称であり、「ストレンジ」は記憶法としてのみ考えるべきである。[2]サイドウェイズという名前は、sクォーク（および残りの3つのクォーク）のI 3値が0であるのに対し、u（「アップ」）クォークとd（「ダウン」）クォークの値が+ であるため、使用されている。1/2および − 1/2それぞれ。[3]
チャームクォークとともに、物質の第二世代の一部です。電荷は−+1/3 eと裸の塊95+9
−3 MeV/ c 2。 [1]他のクォークと同様に、ストレンジクォークはスピンを持つ基本的なフェ ルミオンです 1/2、重力、電磁気、弱い相互作用、強い相互作用という 4 つの基本的な相互作用をすべて経験します。ストレンジ クォークの反粒子はストレンジ反クォーク(または単に反ストレンジと呼ばれることもあります) であり、ストレンジ反クォークとストレンジ反クォークの唯一の違いは、その特性のいくつかの大きさが等しく符号が反対である点です。
最初のストレンジ粒子（ストレンジクォークを含む粒子）は1947年に発見されましたが（K中間子）、ストレンジクォーク自体（およびアップクォークとダウンクォーク）の存在は、ハドロンの八正則分類体系を説明するために、1964年にマレー・ゲルマンおよびジョージ・ツヴァイクによって初めて仮定されました。クォークの存在の最初の証拠は、1968年にスタンフォード線形加速器センターでの深非弾性散乱実験で得られました。これらの実験により、アップクォークとダウンクォークの存在が確認され、ひいてはストレンジクォークの存在も確認されました。これは、八正則分類体系を説明するために必要だったためです。
歴史
素粒子物理学の始まり（20世紀前半）には、陽子、中性子、パイ中間子などのハドロンが素粒子であると考えられていました。しかし、新しいハドロンが発見され、「粒子動物園」は1930年代初頭から1940年代の数個の粒子から1950年代には数十個にまで成長しました。一部の粒子は他の粒子よりもはるかに長寿命でした。ほとんどの粒子は強い相互作用によって崩壊し、寿命は約10 −23秒でした。弱い相互作用によって崩壊すると、寿命は約10 −10秒でした。これらの崩壊を研究している間、マレー・ゲルマン（1953年）[4] [5]と西島和彦（1955年）[6]はストレンジネスの概念を開発しました（西島は、エータ中間子（
η
)) を利用して、長寿命粒子の「奇妙さ」を説明しました。ゲルマン-西島の公式は、奇妙な崩壊を理解するためのこれらの努力の結果です。
彼らの研究にもかかわらず、各粒子とストレンジネス特性の背後にある物理的根拠との関係は不明のままだった。1961年、ゲルマン[7]とユヴァル・ネーマン[8]は独立に、SU(3)フレーバー対称性としても知られる八重法と呼ばれるハドロン分類法を提唱した。これはハドロンをアイソスピン多重項に順序付けたものである。アイソスピンとストレンジネスの背後にある物理的根拠は、1964年にゲルマン[9]とジョージ・ツヴァイク[10] [11]が独立にクォーク模型を提唱したときに初めて説明されたが、当時はアップ、ダウン、ストレンジクォークのみで構成されていた。[12]アップクォークとダウンクォークはアイソスピンのキャリアであり、ストレンジクォークはストレンジネスを運ぶ。クォーク模型は八重法を説明していたが、1968年にスタンフォード線形加速器センターで初めてクォークの存在の直接的な証拠は見つからなかった。[13] [14]深非弾性散乱実験では陽子が下部構造を持ち、陽子が3つのより基本的な粒子で構成されていることがデータを説明する（したがってクォークモデルを確認する）ことが示された。[15]
当初、人々は3体をクォークと特定することに消極的で、代わりにリチャード・ファインマンのパートン記述を好んでいた[16] [17] [18]が、時が経つにつれてクォーク理論が受け入れられるようになった（11月革命を参照）。[19]
参照
参考文献
- ^ ab M. Tanabashi et al. (Particle Data Group) (2018). 「Review of Particle Physics」. Physical Review D . 98 (3): 1–708. Bibcode :2018PhRvD..98c0001T. doi : 10.1103/PhysRevD.98.030001 . hdl : 10044/1/68623 . PMID 10020536.
- ^ Cohen, Richard E.; Giacomo, Pierre. Symbols, Units, Nomenclature and Fundamental Constants in Physics (PDF) (2010 ed.). IUPAP. p. 12. 2015年3月18日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2017年3月25日閲覧。
- ^ McGervey, John D. (1983). 現代物理学入門（第2版）. ニューヨーク: Academic Press. p. 658. ISBN 978-0-12-483560-3. 2017年3月25日閲覧。
- ^ M. Gell-Mann (1953). 「同位体スピンと新しい不安定粒子」(PDF) . Physical Review . 92 (3): 833. Bibcode :1953PhRv...92..833G. doi :10.1103/PhysRev.92.833.
- ^ジョンソン、G. (2000)。『ストレンジ・ビューティー：マレー ・ゲルマンと20世紀物理学の革命』ランダムハウス、p.119。ISBN
978-0-679-43764-2夏の終わりまでに...
[ゲルマン] は最初の論文「同位体スピンと奇妙な粒子」を完成させ、フィジカル・レビュー誌に送った。編集者たちはそのタイトルが気に入らなかったので、彼はそれを「奇妙な粒子」に修正した。編集者たちはそれにも賛成しなかった。ほとんど全員がその用語を使っていたにもかかわらず、代わりに「同位体スピンと新しい不安定粒子」を提案した。
- ^ 西島和彦 (1955). 「V粒子の電荷独立理論」.理論物理学の進歩. 13 (3): 285. Bibcode :1955PThPh..13..285N. doi : 10.1143/PTP.13.285 .
- ^ ゲルマン、マレー(2000) [1964]。「八正道：強い相互作用対称性の理論」。ネエマン、Y. (編)。八正道。ウェストビュー・プレス。p . 11。ISBN
978-0-7382-0299-0。
原文: Gell-Mann, Murray (1961)。「The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry」。カリフォルニア工科大学。シンクロトロン研究所レポート CTSL-20。 - ^ Y. Ne'eman (2000) [1964]. 「ゲージ不変性からの強い相互作用の導出」 M. Gell-Mann、Y. Ne'eman (編) 『八正道』ウェストビュー・プレスISBN
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原著Y. Ne'eman (1961). 「ゲージ不変性からの強い相互作用の導出」.核物理学. 26 (2): 222. Bibcode :1961NucPh..26..222N. doi :10.1016/0029-5582(61)90134-1. - ^ Gell-Mann, Murray (1964). 「バリオンとメソンの模式図」. Physics Letters . 8 (3): 214–215. Bibcode :1964PhL.....8..214G. doi :10.1016/S0031-9163(64)92001-3.
- ^ Zweig, G. (1964). 「強い相互作用対称性とその破れに関するSU(3)モデル」CERNレポートNo.8181/Th 8419。
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