Transcript
  • n lumea mic a materiei: interesanta frie a quarcilor

    Quarcii sunt cele mai mici elemente de structur ale materiei. Protonii si neutronii, alturi de alte asemenea particule din clasa barionilor, sunt alctuii din quarci, lucru care este stabilit cu certitudine n zilele noastre.

    Cu toate acestea, quarcii din structura barionilor nu au putut fi observai i msurai n stare liber. Adic, ei nu pot exista dect n structuri legate, fie de barioni, fie de mezoni (alturi de antiquarci).

    Ce i face pe quarci s nu poat fi desprii de fraii lor? Evident, nite legturi foarte puternice. De altfel, interaciile dintre quarci fac parte din grupul de interacii nucleare tari. Trebuie reamintit c n natur exist patru feluri de interacii: gravitaionale, electromagnetice, nucleare slabe i nucleare tari. n primele momente de dup Big Bang, toate acestea erau unificate ntr-un singur tip de interacii, iar pe msura rcirii i expansiunii materiei rezultate, aceste interacii s-au separat i particularizat ca interacii specifice, proprii unor particule sau structuri de particule.

    S revenim la quarcii notri i s vedem ce fel de caracteristici prezint forele de interacie dintre ei, n aa fel nct s nu se lase desprii. Ei bine, acestea sunt ceva de genul unor fore elastice. Astfel, cu ct se ndeprteaz mai mult quarcii unul de cellalt, cu att fora de atracie dintre ei devine mai mare. Este oarecum curioas o asemenea comportare, deoarece noi tim c oricare din celelale fore de interacie cunoscute scad cu creterea distanei dintre corpurile aflate n interaciune. De exemplu, corpurile ncrcate electric sau cele magnetice se atrag din ce n ce mai slab dac sunt la distan mai mare. La fel, cu ct o planet este mai deprtat de Soare, cu att ea este mai puin atras de acesta.

    n cazul quarcilor, situaia este pe dos. Dac sunt mai deprtai, ei se atrag mai tare. Cu alte cuvinte, nu se las desprii. n cazul n care n sistemul lor se introduce o energie extern din ce n ce mai mare, pentru a-i despri (vezi imaginea de mai jos), la un moment dat, aceast energie nu mai este folosit pentru a ntinde elasticul ce i leag, ci va fi folosit la crearea de perechi quarc-antiquarc, pe baza cunoscutei relaii E=mc2. Aadar, energia este deturnat de la cea de separare i izolare a quarcilor n vederea unei posibile detectri individuale, la cea de creare a masei unor noi quarci. Atunci, fiecare dintre cei doi quarci nou creai se ataeaz celor doi quarci iniiali, pe care nu i las astfel singuri, formnd cu ei noi structuri de barioni sau mezoni. n acest fel, ajungem s vedem (detectm) doar aceste noi particule rezultate, nu quarci individuali.

    ncercarea de a separa doi quarci dintr-o structur oarecare seamn cu ncercarea de a tia un magnet n dou i a separa polul nord de cel sud. Dup cum bine se tie, ntotdeauna rezult ali doi magnei, fiecare cu polul nord i sud propriu, fr posibilitatea de a separa cei doi poli.

    Studiul dinamicii de interacie a quarcilor pe distane relativ mari este una dintre cele mai actuale probleme din fizica particulelor n zilele noastre. Experimentul DIRAC de la CERN ncearc s rspund acesteor probleme, prin testarea unor prevederi ale Teoriei Perturbaiilor Chirale, ca model neperturbativ de Chromodinamica Cuantic. ns, pn n momentul de fa, teoriile existente nu au putut descrie dect interaciile dintre quarci la distane mici, unde acetia se comport practic ca particule libere. Problema dinamicii intervine abia la distane mai mari, unde quarcii se transform n

  • alte particule (mezoni) prin intermediul crora ajung s interacioneze. Viitorul ne va arta care din aceste modele teoretice vor fi verificate experimental i vor deveni astfel teorii valabile ale dinamicii interaciilor tari.

    n lumea mic a materiei: interesanta frie a quarcilor


Top Related