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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 | 初め |
| インタラクション | 強い、弱い、電磁、重力 |
| シンボル | あなた |
| 反粒子 | 反クォーク（ あなた ） |
| 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 | SLAC（1968） |
| 質量 | 2.2+0.5 −0.4 MeV/ c 2 [1] |
| 崩壊して | 安定またはダウンクォーク+陽電子+電子ニュートリノ |
| 電荷 | + 2/3 e |
| カラーチャージ | はい |
| スピン | 1/2 ħ |
| 弱いアイソスピン | LH : + 1/2、RH :0 |
| 弱い超電荷 | LH : + 1/3、RH : + 4/3 |
アップクォークまたはuクォーク（記号：u）は、すべてのクォークの中で最も軽く、素粒子の一種であり、物質の重要な構成要素です。ダウンクォークとともに、原子核の中性子（アップクォーク1個、ダウンクォーク2個）と陽子（アップクォーク2個、ダウンクォーク1個）を形成します。これは物質の第一世代の一部であり、電荷は+ 2/3 eと裸の塊2.2+0.5
−0.4 MeV/ c 2。 [1]すべてのクォークと同様に、アップ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アップクォークは、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受けます。アップクォークの反粒子はアップ反クォーク(反アップクォークまたは単に反アップと呼ばれることもあります)であり、電荷の大きさは等しいが符号が反対であるなど、いくつかの特性だけがアップクォークと異なります。
その存在は（ダウンクォークやストレンジクォークとともに）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、ハドロンの八正道分類体系を説明するために提唱された。アップクォークは1968年にスタンフォード線形加速器センターでの実験によって初めて観測された。
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るにつれて、「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年代には数十個の粒子にまで成長しました。それぞれの粒子の関係は、1961年にマレー・ゲルマン[2]とユヴァル・ネーマン[3]が（それぞれ独立に）八重法と呼ばれるハドロン分類体系、より専門用語ではSU(3)フレーバー対称性を提案するまでは不明でした。
この分類体系はハドロンをアイソスピン多重項に組織化したが、その背後にある物理的根拠はまだ不明であった。1964年、ゲルマン[4]とジョージ・ツヴァイク[5] [6]は（それぞれ独立に）クォーク模型を提唱したが、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。[7]しかし、クォーク模型は八正道を説明したものの、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を直接示す証拠は見つからなかった。[8] [9] 深非弾性散乱実験は陽子に下部構造があり、陽子が3つのより基本的な粒子でできていることがデータを説明することを示した（したがってクォーク模型が確認された）。[10]
当初、人々は3つの物体をクォークとして記述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[11] [12] [13]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（十一月革命を参照）。[14]
質量
アップクォークは非常に一般的であるにもかかわらず、その裸の質量はよく分かっていないが、おそらく1.8から3.0 MeV/ c 2。[15] 格子QCD計算ではより正確な値が得られる。2.01 ± 0.14 MeV/ c 2 . [16]
中間子（1つのクォークと1つの反クォークからなる粒子）または重粒子（3つのクォークからなる粒子）に見られる場合、各クォーク間のグルーオン場によって生じる結合エネルギーのため、クォークの「有効質量」（または「ドレスド」質量）は大きくなります（質量エネルギー等価性を参照）。アップクォークの裸の質量は非常に軽いため、相対論的効果を考慮する必要があるため、単純に計算することはできません。
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.
- ^ M. Gell-Mann (2000) [1964]. 「八正道: 強い相互作用対称性の理論」 M. Gell-Mann、Y. Ne'eman (編) 『八正道』ウェストビュー・プレス 11 ページISBN
978-0-7382-0299-0。
原文: M. Gell-Mann (1961)。「八重の道: 強い相互作用の対称性の理論」。シンクロトロン研究所レポート CTSL-20。カリフォルニア工科大学。 - ^ 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
978-0-7382-0299-0。
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– 229. Bibcode :1961NucPh..26..222N. doi :10.1016/0029-5582(61)90134-1. - ^ M. Gell-Mann (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.
- ^ G. Zweig (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-Th-401 . doi :10.17181/CERN-TH-401.
- ^ G. Zweig (1964). 「強い相互作用対称性とその破れに関するSU(3)モデル: II」. Cern-Th-412 . doi :10.17181/CERN-TH-412.
- ^ B. Carithers、P. Grannis (1995)。「トップクォークの発見」(PDF)。ビームライン。25 (3): 4– 16 。 2008年9月23日閲覧。
- ^ Bloom, ED; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Miller, G.; Mo, L.; Taylor, R.; Breidenbach, M.; et al. (1969). 「6° および 10° での高エネルギー非弾性 e–p 散乱」. Physical Review Letters . 23 (16): 930– 934. Bibcode :1969PhRvL..23..930B. doi : 10.1103/PhysRevLett.23.930 .
- ^ M. Breidenbach; Friedman, J.; Kendall, H.; Bloom, E.; Coward, D.; Destaebler, H.; Drees, J.; Mo, L.; Taylor, R.; et al. (1969). 「観測された高非弾性電子–陽子散乱の挙動」. Physical Review Letters . 23 (16): 935– 939. Bibcode :1969PhRvL..23..935B. doi :10.1103/PhysRevLett.23.935. OSTI 1444731. S2CID 2575595.
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- ^ DJグリフィス（1987年）『素粒子入門』ジョン・ワイリー・アンド・サンズ、 p.42。ISBN 978-0-471-60386-3。
- ^ ME Peskin、DV Schroeder (1995)。量子場理論入門。Addison – Wesley。p.556。ISBN 978-0-201-50397-5。
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- ^ Cho, Adrian (2010 年 4 月)。「共通クォークの質量がついに明らかに」。サイエンス マガジン。
さらに読む
- A. Ali、G. Kramer、Kramer (2011)。「JETS と QCD: クォークとグルーオンのジェットの発見と QCD への影響に関する歴史的レビュー」。European Physical Journal H . 36 (2): 245. arXiv : 1012.2288 . Bibcode :2011EPJH...36..245A. doi :10.1140/epjh/e2011-10047-1. S2CID 54062126。
- R. Nave. 「クォーク」。HyperPhysics 。ジョージア州立大学、物理学および天文学部。 2008年6月29日閲覧。
- A. ピカリング (1984)。クォークの構築。シカゴ大学出版局。pp. 114– 125。ISBN 978-0-226-66799-7。