Какими необычными свойствами обладают кварки

Ква́рки — фундаментальные частицы, из которых состоят адроны, в частности, протон и нейтрон. В настоящее время известно 6 разных сортов (чаще говорят — ароматов) кварков, свойства которых приведены в таблице. Кроме того, для калибровочного описания сильного взаимодействия постулируется, что кварки обладают и дополнительной внутренней характеристикой, называемой цвет.
Гипотеза о том, что адроны построены из специфических субъединиц, была впервые выдвинута М. Гелл-Манном и, независимо от него, Дж. Цвейгом в 1964 году.
Cлово «кварк» было заимствовано Гелл-Манном из романа Дж. Джойса «Поминки по Финнегану» , где в одном из эпизодов звучит фраза «Три кварка для мистера Марка!» . Дж. Цвейг называл их тузами, но данное название не прижилось и забылось.

Свойства кварков
В силу неизвестных пока причин, кварки естественным образом группируются в три, так называемых, поколения (они так и представлены в таблице) . В каждом поколении один кварк обладает зарядом +2/3, а другой — (−1/3). Подразделение на поколения распространяется также и на лептоны.

Кварки участвуют в сильных, слабых и электромагнитных взаимодействиях. Сильные взаимодействия (обмен глюоном) могут изменять цвет кварка, но не меняют его аромат. Слабые взаимодействия, наоборот, не меняют цвет, но могут менять аромат. Необычные свойства сильного взаимодействия приводят к тому, что одиночный кварк не может удалиться на какое-либо заметное расстояние от других кварков, а значит, кварки не могут наблюдаться в свободном виде (явление, получившее название конфайнмент) . Разлететься могут лишь «бесцветные» комбинации кварков — адроны.

[Реальность кварков
Из-за непривычного свойства сильного взаимодействия — конфайнмента — часто неспециалистами задаётся вопрос: а откуда мы уверены, что кварки существуют, если их никто никогда не увидит в свободном виде? Может, они — лишь математическая абстракция, и протон вовсе не состоит из них?

Причины того, что кварки считаются реально существующими объектами, таковы:

Во-первых, в 1960-х годах стало ясно, что все многочисленные адроны подчиняются более-менее простой классификации: сами собой объединяются в мультиплеты и супермультиплеты. Иными словами, при описании всех этих мультиплетов требуется очень небольшое число свободных параметров. То есть, все адроны обладают небольшим числом степеней свободы: все барионы с одинаковым спином обладают тремя степенями свободы, а все мезоны — двумя. Первоначально гипотеза кварков как раз и заключалась в этом наблюдении, и слово «кварк» , по сути, было краткой формой фразы «суб-адронная степень свободы» .
Далее, при учете спина оказалось, что каждой такой степени свободы можно приписать спин 1/2 и, кроме того, каждой паре кварков можно приписать орбитальный момент — словно они и есть частицы, которые могут вращаться друг относительно друга. Из этого предположения возникло стройное объяснение и всему разнообразию спинов адронов, а также их магнитных моментов.
Более того, с открытием новых частиц выяснилось, что никаких модификаций теории не требуется: каждый новый адрон удачно вписывался в кварковую конструкцию без каких-либо её перестроек.
Как проверить, что заряд у кварков действительно дробный? Кварковая модель предсказывала, что при аннигиляции высокоэнергетических электрона и позитрона будут рождаться не сами адроны, а сначала пары кварк-антикварк, которые потом уже превращаются в адроны. Результат расчёта течения такого процесса напрямую зависел от того, каков заряд рождённых кварков. Эксперимент полностью подтвердил эти предсказания.
С наступлением эры ускорителей высокой энергии стало возможным изучать распределение импульса внутри, например, протона. Выяснилось, что импульс в протоне не распределён равномерно по нему, а частями сосредоточен в отдельных степенях свободы. Эти степени свободы назвали «партонами» , от английского слова part — «часть» . Более того, оказалось, что партоны, в первом приближении, обладают спином 1/2 и тем

Теория кварков уже давно стала общепризнанной среди учёных, которые занимаются исследованиями микромира элементарных частиц. И хотя в самом начале введение понятия «кварк» было чисто теоретическим допущением, на сегодняшний день этим понятием оперируют как непреклонной истинной. Но давайте попробуем непредвзято и честно посмотреть в корень «кваркового вопроса».

Ко второй половине XX века благодаря развитию технических возможностей ускорителей элементарных частиц – линейных и круговых циклотронов, а затем и синхротронов, учёным удалось открыть множество новых частиц. Однако что делать с этими открытиями, они не понимали. Тогда была выдвинута идея, исходя из теоретических соображений, попытаться сгруппировать частицы в поисках некоего порядка (подобно периодической системе химических элементов). Учёные условились тяжёлые и средние по массе частицы назвать адронами, а в дальнейшем их разбить на барионы и мезоны. Все адроны участвовали в сильном взаимодействии. Менее тяжёлые частицы назвали лептонами, они участвовали в электромагнитном и слабом взаимодействии (Коккедэ Я. Теория кварков. М.: Мир, 1969). С тех пор физики пытались объяснить природу всех этих частиц, стараясь найти общую для всех модель, описывающую их поведение.

В 1964 году американские физики Мюррей Гелл-Ман и Джордж Цвейг независимо друг от друга предложили новый подход. Было выдвинуто чисто гипотетическое предположение, что все адроны состоят из трёх более мелких частиц и соответствующих им античастиц.

И Гелл-Ман назвал эти новые частицы кварками. В своих научных трудах он предлагает ввести в физику элементарных частиц первые три кварка, получившие названия верхний (и — от англ. up), нижний (d — down) и странный (s — strange), обладающие дробным электрическим зарядом +2/3, -1/3 и -1/3 соответственно, а для антикварков принять, что их заряды противоположны по знаку.

Согласно данной модели протоны и нейтроны, из которых, как предполагают учёные, состоят все ядра химических элементов, составлены из трёх кварков: uud и udd соответственно.

Почему именно из трёх и именно в таком порядке не пояснялось. Просто так придумали авторитетные научные мужи и всё тут.

Вот так строится «высокоточная» общепризнанная официальная физика. Как обычно это делается в нашем потребительском обществе, на экспериментальную проверку гипотезы существования кварков было направленно очень много человеческих сил и ресурсов. Коллектив исследователей Стэнфордского отделения Массачусетского технологического института (США) на линейном ускорителе занимался изучением ядра, обстреливая электронами водород и дейтерий (тяжёлый изотоп водорода, ядро которого содержит один протон и один нейтрон). При этом измерялись угол и энергия рассеяния электронов после столкновения. В случае малых энергий электронов рассеянные протоны с нейтронами вели себя как «однородные» частицы, слегка отклоняя электроны. Но в случае с электронными пучками большой энергии отдельные электроны теряли значительную часть своей начальной энергии, рассеиваясь на большие углы. Американские физики Ричард Фейнман и Джеймс Бьёркен истолковали данные по рассеянию электронов как свидетельство составного устройства протонов и нейтронов, а именно в виде предсказанных ранее кварков (Arthur W. Wiggins, Charles M. Wynn. The Five Biggest Unsolved Problems in Science. John Wiley & Sons, Inc., 2003 // Уиггинс А., Уинн Ч. «Пять нерешённых проблем науки» в пер. на русский).

Обратите, пожалуйста, внимание на этот ключевой момент.

Экспериментаторы в ускорителях сталкивая пучки частиц (не единичные частицы, а пучки!), набирая статистику(!), увидели, что протон и нейтрон из чего-то там состоят. Но из чего?

Они ведь не увидели кварки, да ещё и в числе трёх штук, это невозможно, они просто увидели распределение энергий и углы рассеяния пучка частиц. А поскольку единственной на то время теорией строения элементарных частиц, хоть и весьма фантастической, была теория кварков, то и посчитали этот эксперимент первой успешной проверкой существования кварков.

Давайте будем честными сами перед собой, на сегодняшний день не существует чётких научных обоснований существования кварков. Этих частиц просто нет в природе. То, что на этой кварковой теории строилась так называемая Стандартная модель, которая якобы является самой точной и правильной, ещё ни о чём не говорит. Специалистам хорошо известны все изъяны этой очередной теории. Вот только почему-то об этом принято умалчивать.

С 2012 года заговорили об открытии бозона Хиггса на ускорителе в CERN. В докладе ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА на этот счёт есть такая интересная информация: «Учёные обнаружили ча­стицу, предположительно похожую на бозон Хиггса (бозон был пред­сказан английским физиком Пите­ром Хиггсом, со­гласно теории, он должен обладать конечной массой и не иметь спина).

На самом деле то, что обнаружили учёные, не является искомым бо­зоном Хиггса. Но эти люди, сами того ещё не осознавая, сделали действительно важное открытие и обнаружили гораздо большее.

Они экспериментально обнаружили яв­ление, о котором подробно описа­но в книге «АллатРа» (примечание: книга «АллатРа», стр. 36 послед­ний абзац)» (Доклад «ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» интернациональной группы учёных Международного общественного движения «АЛЛАТРА» под ред. Анастасии Новых, 2015 г. // АЛЛАТРА НАУКА. URL: https://allatra-science.org).

Как же на самом деле устроен микромир материи? В докладе ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА есть достоверная информация об истинном строении элементарных частиц. Элементарные частицы состоят из различного числа фантомных частичек По. Фантомная частичка По ‒ это сгусток, состоящий из септонов, вокруг которого находится небольшое разреженное собственное септонное поле. Фантомная частичка По имеет внутренний потенциал (является его носителем), обновляющийся в процессе эзоосмоса. Согласно внутреннему потенциалу, фантомная частичка По имеет свою соразмерность. Самой наименьшей фантомной частичкой По является уникальная силовая фантомная частичка По ‒ Аллат. Фантомная частичка По ‒ это упорядоченная структура, находящаяся в постоянном спиралевидном движении. Она может существовать только в связанном состоянии с другими фантомными частичками По, которые в конгломерате образуют первичные проявления материи. Вследствие своих уникальных функций, является своеобразным фантомом (призраком) для материального мира. Учитывая, что из фантомных частичек По состоит вся материя, это задаёт ей характеристику иллюзорной конструкции и формы бытия, зависимой от процесса эзоосмоса (наполнения внутреннего потенциала).

Фантомные частички По являются нематериальным образованием. Однако в сцепке (последовательном соединении) между собой, выстроенные согласно информационной программе в определённом количестве и порядке, на определённом расстоянии друг от друга, они составляют основу строения любой материи, задают её разнообразие и свойства, благодаря своему внутреннему потенциалу (энергии и информации).

Фантомная частичка По ‒ это то, из чего состоят в своей основе элементарные частицы (фотон, электрон, нейтрино и так далее), а также частицы-переносчики взаимодействий. Это первичное проявление материи в этом мире.

С выходом в свет этого уникального доклада сегодня открыта новая страница мировой науки. Научно-популярный доклад ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА доступен для свободного чтения и скачивания на официальном сайте группы учёных ALLATRA SCIENCE allatra-science.org.

Если вам интересно узнать удивительную информацию о том, какое именно открытие неосознанно сделали учёные, «обнаружившие» бозон Хиггса и что написано по этому поводу на 36 странице уникальной книги «АллатРа», загляните в книжный раздел нашего сайта www.sokrovennik.ru. Там вы можете скачать «АллатРа» совершено бесплатно. Контакты издательства для приобретения бумажной версии книги смотрите сайте https://allatra.ru/.

/Валерий Вершигора/