Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 12 frågor/svar hittade Partiklar [20647] Svar: Om vi i stället tittar på en atomkärna som ju är sammansatt av nukleoner (neutroner och protoner). Om vi sätter samman en atomkärna med N neutroner och Z protoner, så finner vi att den sammansatta kärnan har mindre massa än de fria beståndsdelarna. Massan (energin) som fattas har strålat bort när kärnan sattes samman. Man kan se det så att den attraktiva bindningen i atomkärnan skapar en negativ potential som stänger inne nukleonerna i kärnan. Vad gäller kvarkarnas massor så ser man i nedanstående figur (från länk 1) att protonen har mycket större massa än summan av de ingående kvarkarna. Dessutom är kvarkmassorna modellberoende, så värdena kan variera, se länk 1,2, Quark#Mass Mesoner är sammansatta av en kvark och en antikvark, så förhållandet är samma som för protonen att en stor del av massan kommer från kvark/antikvark par och gluonerna. Vad gäller elektronen och neutrinen så är de elementarpartiklar (ej uppbyggda av andra partiklar, så de får sin massa direkt av higgsmekanismen, se fråga 20015 Nyckelord: kvark [12]; bindningsenergi [23]; Partiklar [20591] Ursprunglig fråga: Svar: Detta är liknande fenomentet i QED (se nedan) att vakuum har en energi som kommer från virtuella elektron-positron par, se fråga 11001 Se även Proton#Quarks_and_the_mass_of_a_proton Kvantteorin för den elektromagnetiska växelverkan är QED och motsvarande teori för färgkraften (stark växelverkan) är QCD. Här är lite av vad Wikipedia säger om dessa: QED Under 1940-talet hade Feynman, Schwinger och Tomonaga var för sig lyckats visa att elektromagnetismen kunde skrivas som en fullgod kvantteori. Problemet var att enligt den relativistiska kvantmekaniken kan partiklar skapas om man har tillräckligt med energi. Detta betyder att då man sprider en elektron mot en annan elektron kan man skapa t.ex. ett extra elektron-positronpar. Har man inte tillräckligt med energi kan man ändå skapa dem virtuellt, eftersom Heisenbergs osäkerhetsprincip säger att så länge detta par lever tillräcklig kort tid kan det skapas. Detta betyder att man måste behandla teorin som en mångpartikelteori, en kvantfältteori, där man kan skapa ett godtyckligt antal partiklar så länge detta inte strider mot osäkerhetsprincipen. (Kvantelektrodynamik QCD Se även fråga 20647 Nyckelord: vakuum [9]; kvark [12]; gluoner [7]; QED [7]; 1 http://cosmologyscience.com/cosblog/three-quarks-dont-add-up-to-one-proton-not-even-close/ Partiklar [19254] Ursprunglig fråga: 2.Skulle en "deuteriumkärna" kunna bestå av en proton och en antineutron? De är ju inte varandras antipartiklar. Svar: 1 Protonen och antiprotonen är ju sammansatta av kvarkar resp. antikvarkar. Till skillnad från elektron/positron så annihileras inte hela partikeln utan bara ett kvark-antikvark par, se figuren nedan från länk 2. Se även fråga 15922 Från Annihilation#Proton-antiproton_annihilation 2 Som synes ovan är svaret nej. En proton och en antineutron annihileras på samma sätt som proton/antiproton. Nyckelord: annihilation [14]; antimateria [16]; kvark [12]; Partiklar [19172] Ursprunglig fråga: Svar: För att en partikel skall sönderfalla måste ett antal villkor (baserade på bevaringslagar) uppfyllas: 1 Sluttillståndet måste innehålla minst två partiklar De partiklar som uppfyller dessa villkor är 1 masslösa kraftförmedlarpartiklar: foton och gluon Listan kräver några kommentarer: Protonen är ingen elementarpartikel eftersom den består av tre kvarkar. Kvarkar kan emellertid inte förekomma isolerade, varför protonen kan betraktas som elementarpartikel. Protonens stabilitet implicerar då att den lättaste kvarkarna (upp och ner) är stabila i protonkonfigurationen (upp, upp, ner). Neutronen (upp, ner, ner) är emellertid inte stabil om den är isolerad. Den b-sönderfaller till en proton, se fråga 17998 Lägg även märke till att de två lättaste kvarkarna har mycket mindre massa än protoner och neutroner med massan c:a 1 GeV. Nukleonerna består alltså av mycket mer än tre kvarkar, den största delen av massan kommer från gluoner (Quark#Mass Neutrinon är alltså i princip stabil, men den oscillerar mellan olika aromer (elektron, myon, tau), se Neutrino_oscillation Se även Particle_decay Bilden nedan är från
http://profmattstrassler.files.wordpress.com/2011/08/sm_masses2.png
Nyckelord: standardmodellen [24]; kvark [12]; neutrino [19]; Partiklar [17502] Ursprunglig fråga: Svar: Man alltså lyckats framställa en liten mängd oladdad antimateria. Än så länge inte tillräckligt för att scenariot i Dan Browns bok (och filmen) Änglar och demoner skall bli verklighet! Neutronen har t.ex. ett magnetiskt moment. Anti-neutronen har det motsatta eftersom kvarkarna har annan laddning. Neutronen har kvarksammansättningen ddu (laddning -1/3,-1/3,+2/3). Antineutronen har sammansättningen dantidantiuanti (laddning +1/3,+1/3,-2/3). Se vidare "over the top" artikeln länk 1 och den mer sansade pressreleasen länk 2. Nyckelord: standardmodellen [24]; antimateria [16]; kvark [12]; 1 http://www.theregister.co.uk/2010/11/18/cern_antimatter_bomb/ Materiens innersta-Atomer-Kärnor [15922] Ursprunglig fråga: Svar: Den neutrala pionen består som synes i nedanstående figur av en up-kvark och en anti-up-kvark eller en ner-kvark och en anti-ner kvark (i själva verket är pionen en kombination av dessa). Dessa kan utan problem annihilera precis som en elektron och en positron. Kvar blir bara två fotoner med hög energi. Eftersom det är en elektromagnetisk process går den mycket snabbt - medellivslängden för p0 är 10-16 sekunder. De laddade pionerna är kombinationer av en kvark och en anti-kvark av en annan typ. Den negativa pionen består av en ner-kvark och en anti-upp-kvark. Denna kombination kan inte annihilera eftersom kvark och anti-kvark är av olika typ. Dessutom kan det inte bli bara strålning kvar eftersom laddningen måste bevaras. Den negativa pionen måste därför sönderfalla med den svaga växelverkan via den intermediära bosonen W-. Detta tar mycket längre tid, och jämfört med p0 är p- "nästan stabil" med en livslängd på 10-8 sekunder. Se vidare Pion Såvitt jag förstår kan elektronneutriner annihilera med anti-elektronneutriner men sannolikheten att de skall växelverka är mycket liten. Se även fråga 1424 Nyckelord: annihilation [14]; antimateria [16]; kvark [12]; Materiens innersta-Atomer-Kärnor [13796] Ursprunglig fråga: 1. Som jag har fattat det så består t.ex. en proton av 3 kvarkar (2 uppkvarkar och 1 nedkvark) men jag har märkt att man säger att den också består av 5% antikvarkar. vad menar man med det, en kvark kan väl inte vara delad på något sätt? 2. Jag läste också att man letar efter Neutriner men är man inte redan säker på att det finns en neutrin i varje partikel familj (1=elektronneutrinon, 2=myonneutrinon och 3=tauneutrinon). Så letar man efter nya neutriner eller vill man bara hitta mer av de som redan är upptäckta för expriment? Svar: 2. Jag vet inte om man kan säga att man letar nya neutrinotyper men däremot neutriner från olika källor. Enligt standardmodellen och mycket detaljerade mätningar av vidden hos Z-partikeln från CERN är det ganska klart att det finns tre typer av neutriner. Figuren nedan visar mätresultatet. Det är klart att 2 och 4 typer av neutriner är inkonsistent med data. Vad man också är ute efter är att bekräfta att neutrinerna har en vilomassa som är skild från noll. I så fall skulle man kunna få s.k. neutrino-oscillationer, dvs att en neutrino av en typ kan förvandlas till en annan typ. Se vidare Neutrino_oscillation Se vidare Standardmodellen Nyckelord: standardmodellen [24]; kvark [12]; Materiens innersta-Atomer-Kärnor [12985] Svar: (neutronens kvarkbestånd är ddu, protonens är duu) Observera att laddningen bevaras: -1/3 till vänster blir +2/3 och -1 till höger (om vi betraktar (du) som åskådare). W- bosonen sönderfaller mycket snabbt till en elektron + en antineutrino. På samma sätt kan man se b+-sönderfallet i kvarkmodellen: Så du ser att slutresultatet blir samma som i den klassiska bilden av betasönderfallet. Se även Betasönderfall#Sönderfallsprocessen Nyckelord: betasönderfall [15]; standardmodellen [24]; kvark [12]; * Materiens innersta-Atomer-Kärnor [12723] Fråga:Jag har kollat på dem länkarna, och jag hittade inte det svar jag var ute efter. Dessutom kan jag inte så bra engelska. Jag vill veta hur stor en kvark är, (vilken volym den har alltså), vad den väger och om det finns olika typer av kvarkar? Svar: Hur stora kvarkar är vet man inte, bara att de är mycket små. Göran Jarlskog som är professor här i Lund skriver i sin utmärkta artikel "En hel värld av nästan ingenting?" (länk 1) att "både elektronerna och kvarkarna har själva en helt försumbar storlek, säkerligen mycket mindre än den experimentella gränsen 10-18 meter." Man tror att det finns 6 olika kvarkar, som man brukar kalla u (up), d (down), s (strange), c (charm), b (bottom) och t (top). De skiljer sig åt bl.a. genom sina vilomassor och elektriska laddning. Intressant är att kvarkarnas laddningar inte är heltal; så har t.ex u-kvarken laddningen +2e/3 (e är elementarladdningen). De absolut vanligaste kvarkarna är u och d; från dessa är protoner (uud) och neutroner (udd) uppbyggda. Hur ligger det då till med kvarkars massa? Jarlskog skriver om protonen att de tre kvarkarnas (2 u och en d) sammanlagda vilomassa "bör vara mindre än 20 MeV/c2". (Inom partikelfysiken anger man ofta massa i enheten elektronvolt/c2, eller eV/c2. 1 MeV/c2 (M är prefixet mega) motsvarar då 1.8*10-30 kg.) Detta är mycket mindre än protonens vilomassa som är 938 MeV/c2. "Skillnaden är rörelseenergi som svarar för bindningen av kvarkarna genom utväxlandet av gluoner. Huvuddelen av protonmassan är alltså rörelse." Detsamma gäller för neutronen, som är något tyngre - ca 940 MeV/c2. Bilden nedan är en kort sammanfattning av kvarkarnas egenskaper. Fundera vidare: Neutronens vilomassa är större än protonens - vad säger det om vilken av u och d kvarkarna som är tyngst? Kvarkarnas laddningar är alltså fraktioner av enhetsladdningen e - är det unikt, eller känner vi till andra partiklar med samma egenskap? ![]() /Margareta H/Peter E Se även fråga 12722 Nyckelord: standardmodellen [24]; kvark [12]; 1 http://www.hep.lu.se/staff/g.jarlskog//En_varld_av_nastan_ingenting.htm * Partiklar [12722] Fråga:Kvarkar är ju den minsta beståndsdel som upptäckts. Hur mycket vet man om kvarkar? Är en kvark uppbyggd av någonting? Om inte? Vad består den av? Och vilken massa har en kvark? Vad väger en kvark och finns det olika typer av kvarkar beroende på olika former av atomer? /Christian G, Lidingö Folkhögskola, Stockholm Svar: Bra utgångspunkter för att finna svaren på dina frågor är dels att söka på "kvarkar" i vår frågelåda (använd dig gärna av den utmärkta sökfunktionen - se länk till "avancerad sökning" nedan), dels att utforska olika andra webbresurser som t.ex. The Particle Adventure Nyckelord: standardmodellen [24]; kvark [12]; Avancerad sökning på 'kvarkar' i denna databas * Partiklar [4220] Fråga:Jag läste någonstans att forskare som hade byggt en ny partikelaccelerator för att bekräfta teorin om Big Bang skulle börja testa vilka urpartiklar som bildas redan för ett par månader sedan. Jag undrar om ni känner till något resultat om det. /Marcus A Svar: Det man är ute efter, är att producera kvark-gluon plasma genom att låta tunga atomkärnor kollidera vid mycket höga energier. Flera sådana experiment är igång vid BNL, Brookhaven, Long Island, New York. Där kolliderar guldkärnor som accelererats till 99.95 % av ljushastigheten. Acceleratorn är ringformad och är 1 km i diameter. Det kan bildas femtusen partiklar i en sådan kollision. Det är genom att studera dessa partiklar, man hoppas kunna avgöra om ett kvark-gluon plasma bildats. Plasmat går inte att se direkt. Om det bildas, kan man räkna med att det sönderfaller till partiklar efter ungefär 0.000000000000000000001 s. Ungefär år 2005 räknar man vara klar med en ännu större anläggning vid CERN, Geneve. Där kommer man kollidera blykärnor vid ytterligare 20 gånger högre energi. Dessa experiment är inte något test av Big Bang-modellen,
de är snarare test av teorierna för kvarkar och gluoner. Nyckelord: kvark [12]; * Partiklar [3931] Fråga:Har kvarkar verkligen färger? /Veckans fråga Ursprunglig fråga: Svar: Det finns två sorters vanlig (elektrisk) laddning, + och -. Olika laddningar attraheras, lika stöts bort. Om man lägger ihop en enhet positiv laddning och en enhet negativ laddning så blir resultatet ingen laddning alls, och ingen elektrisk kraftverkan med omgivningen. Eftersom den elektriska kraften är ganska stark, så drar ett laddat föremål till sig den motsatta laddningen. Detta är anledningen till att de flesta föremålen omkring oss är oladdade. Kvarkar hålls samman av något som kallas den starka kraften eller färgkraften. Denna har den udda egenskapen att ha tre laddningar. Vad skall vi kalla dessa? Jo, vi är ju vana att addera grundfärgerna RGB till andra färger och vitt ljus. Så vi kallar helt enkelt kvark-laddningarna (hm, ett problem här är att kvarkarna har vanliga laddningar också, men låt oss bortse från det) rött, grönt och blått. Partiklar (baryoner, mesoner) måste vara ofärgade eftersom färgkraften är så stark. Det kostar helt enkelt för mycket energi för att separera färgerna. En proton består av tre kvarkar (bilden i mitten nedan), med färgerna blå, röd och grön. Blandar man lika mängder av dessa ljussorter, får man vitt ljus. En meson består av en kvark och en antikvark (bilden till vänster), som till exempel kan ha färgerna grön och antigrön, vilket blir ofärgat. Det finns alltså antifärger i detta sammanhang. De har ingen motsvarighet i vår vardagstillvaro. Anledningen till att alla partiklar måste vara färglösa är att en färgad partikel omedelbart drar åt sig färger för att kompensera sin färg. Färgkraften har den märkliga egenskapen att den är mycket svag vid små avstånd och blir stark först när avståndet närmar sig 1 fm (storleken av en nukleon). Detta medför två saker: 1 Kvarkarna är i stort sett fria inne i en nukleon eller meson (asymptotisk frihet, Asymptotic_freedom 2 Man kan inte observera fria kvarkar eftersom färgkraften på stora avstånd motsvarar så hög energi att det bildas mesoner som består av kvark-antikvark par, se nedanstående figur där R, G, och B symboliserar kvarkar.
Eftersom kraftförmedlarpartiklarna, gluonerna, har en färg och en annan anti-färg (se fråga 15154 Se vidare Strong_interaction ![]() /KS/lpe Nyckelord: standardmodellen [24]; färgkraften [8]; kvark [12]; gluoner [7]; *
Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.