Una primiera trempeta dins l'univers dei quarks

Comencem l'aproche

Vau començar par una presentacien rapida de l'organisacien de la matiera fins qu'au nivèu dei quarks.
Levat d'unei ecepcions la matièra tota es constituada d'atòms d'un biais ou un autre. Aquelei atòms son d'estructuras de l'ordre d'un desen de milionen de milimetre. Es constituat d'un nogau cent mil fes pu pichon e d'electrons que víran a l'entorn. Escampem leis electrons per zoomar encara sus lo nogau, vesèm un acampament de nucleons. Li a dos menas de nucleons embé dos cargas electricas (en fach electro-febla, li tornarai) diferentas : lei protons, de carga un, que son nombre caracterisa lo tipe d'atòm (idrogène, éliome, carbon, ferre, etc.), e lei neutrons, sensa carga.

Arestem-nos un momenton aqui, avanç de faire lo darrier zoom. Lo fach d'emplegar lo tèrme nucleon o lo tèrme proton (o neutron) es pas quauquarren inocent, traís una certana visien dau nogau, un angle d'estudi particular. Cada angle sotalinha un aspect dei nucleons, apects que li cau pas mesclar.
Las proprietats quimicas dei atòms, es a dire electro-manheticas, son aquelas que son importantas dins la vida vidanta. Aquò es perque son d'interaciens de portada longa, que pòdon anar luenh dau nucleon, fins qu'ai electrons. E la quimiá es sobretot la dinamica dei electrons, lei nucleons estent vists coma d'objèctes tras qu'estatics. Per aquò, aquesto punt de vista es lo prim desvelopat dins l'istòria (desvelopat de facto, ja que lo proton fuguèt descobert una brava decada avanç lo neutron), e es encara dominant dins lei obratges de vulgaricien. Dins aquela visien, protons e neutrons son dos objèctes diferents, embé d'una man un proton que son nombre es la caracterisacien d'un atòm, e de l'autre man un neutron qu'a ges de ròtle.
Mas se agacham un nucleon en detalh, de prèp, podem veire qu'en fach li a fòrça semblança entre un proton e un neutron. En fach lo ligam fuguèt remarcat tre la descoberta dau neutron, ja que lor massa es gaireben rigorosament la mema. Aquò produsiguèt una teoriá de ço que dien "l'isospin", que considera lo proton e lo neutron coma dos estats d'una mema particula : imaginatz una mena de bossòla, se l'agulha es nauta es un proton (dien que l'isospin d'aquesto nucleon es un), se l'agulha es dessota es un neutron (dien que l'isospin es mens un).

Fin final avèm ja dos biais de classificacien de la matièra dau nogau : la carga electrica e l'isospin. Anem veire de seguida lo tresen e darrièr biais : la color. Per aquò nos cau nos lançar dins lo darrièr zoom. Aquesto d'aqui fuguèt fach dins leis annadas sesantas. Ara sabèm que lei nucleons son pas de mena de bolas de bilhard mas son quauquarren embé una estructura, mai esactament un acampament de tres quarks, ligats per de gluons. Lei quarks son d'objèctes qu'an una carga electrica e un isospin, coma ço qu'avem vist fins ara, mas que tanben an una tresena mena de carga, que fuguèt decidit de la sonar color. La color es ço que fa que lei quark si van agromelar en assemblatge de tres per faire un nucleon, mentre que l'isospin d'aquelei quark es ço que determina se lo nucleon serà un proton o un neutron.

Vaqui, siam arribats au nivèu dei quarks. Terminus, tot lo monde cala. Siéu segur que tot es pas encara clar, mas ma tòca era mairalament qu'aiguetz una idea de la ierarquiá atòm>nogau>nucleon>quark. Anam tornar sus la classificien de totei lei particulas dins lo paragraf que ven.

Renjem lei particulas dins lei tiradors

Lei tres biais de classificacien qu'avèm vist, destacant la carga electrica l'isospin e la color, forman lei tres interaciens dichas fondamentalas dau mòdel estandard. La carga electrica corresponde de segur a l'interacien eletrica, l'isospin corresponde a l'interacien febla, e enfin la color corresponde a l'interacien fòrta. Resta una quatrena e darrièra interacien fondamentala qu'esista mas que malastrosament caup pas encara dins nòstrei teoriás de fisica dei particulas : es l'interacien gravitacionala.

Li a encara d'apondre una cauva e seriam lèstes per faire un taulèu de totei lei particulas conoissudas. Avèm agachat son que lei particulas de matièra, que lei dien fermiens, mas li a tanben tot un molon d'autrei que lei dien bosons. Lei bosons son de messatgièrs entre lei fermiens : l'interacien entre dos particulas de matièra es pas jamai directa, si fa tras l'escambi d'aquelei bosons. Maginatz doas personas, cadun sus una barca, que si lançan a-de-reng un balon : cada còp qu'un d'elei va receure lo balon, sa barca va recular, e fin finala es coma se li aviá una repulsien entre lei doas barcas.
Per l'electro-manhetisme lo boson que mena l'interacien es lo foton. Son nom ven dau fach que la lum es una mena de raionament electro-manhetic particular. Adonc un raion de lum, coma ne podèm veire se levam la testa cap au solèu, es ren d'autre qu'un grandás nombre de fotons que van mai o mens dins la mema direcien.

Particulas dau mòdel estandard
CategoriásNomInteracien fòrtaInteracien feblaInteracien electro-manhetica
FermiensAdronsPrimièra familhaquark u ò drotge/verd/bluup/downòc
Segonda familhaquark c ò srotge/verd/blucharmed/strangeòc
Terça familhaquark t ò brotge/verd/blutop/bottomòc
LeptonsPrimiera Familhanonelectron/neutrinoson que l'electron
Segonda Familhanonmuon/neutrino-muson que lo muon
Terça Familhanontau/neutrino-tauson que lo tau
Bosonsgluonòc
W+òcòc
W-òcòc
Z0òc
fotonòc

Fins qu'ara vos aviáu pas parlat d'aquelei "familhas", mas en fach li a ren d'especiau de dire sus aquò : avèm utilisat lei interaciens per classar lei particulas mas li a ges de rason que li aigue son qu'una particula dins cada tirador. Si pòu pensar en lei familhas coma autrei biais de classificacien que son pas conoissuts.

Sonque lei quarks

La classificacien qu'avèm establida es un pauc difficil de comprendre perque contene molon d'informacien. Ara anam estudiar sonque lei quarks, e lei gluons que li fan lor interacien.
Primièra familhaSegonda familhaTerça familha
Isospin +1/2
Carga +2/3
upcharmedtop
Isospin -1/2
Carga -1/3
downstrangebottom
Lo taulèu dessus mostra lei sièis menas de quarks, qu'un quark pode passar d'una mena a l'autre sonque per l'interacien febla, e pas embé l'interacien fòrta. Puèi cada quark pòu cambiar de color embé l'interacien fòrta, mejançant l'escambi d'un gluon que pòrta la diferença de color : per exemple un quark rotge vendra blu en absorbant un quark blu-antirotge. De segur lo gluon absorbat aura tanben de vitessa, e donc la vitessa dau quark cambiara, es per aquo que podem dire que li a una interacien entre les quarks.

Aquesta interacien favorisa d'estructuras de colors particulièras, que lors color totala deu estre blanca. La pu simple es color-anticolor, per exemple rotge-antirotge, aquò es ço que dien un meson. La segonda es formada de tres quarks rotge-verd-blu, aquò es ço que dien un barion.
Segon lei menas de quarks emplegadas la particula creada aura un nom diferent e una durada de vida diferenta (quora le vida es fòrça corta avèm pas lo temp de veire la particula dins la natura). Per exemple un proton es una estructura embé de quarks up-up-down, e un neutron es una estructura embé de quarks up-down-down.