クオーク【quark】
Quark
Quarkとは、素粒子の構成要素であり粒子の最小単位である。IT用語としては、DTPソフトウェア「QuarkXPress」の略称または開発元企業の名称、あるいは、Intelが開発した小型・低消費電力マイクロプロセッサのファミリーの名称（Intel Quark）などに用いられている。
Intelのマイクロプロセッサとしての「Intel Quark」は、Intelが2008年に発表した「Intel Atom」を更に小型かつ低消費電力にしたラインアップという位置付けで捉えることができる。「Atom」は「原子」を意味し、基本的には物質を構成する最小単位とされているが、素粒子は原子よりも更に小さい単位とされている。Intelは2014年にIntel Quarkを搭載した小型コンピュータ端末「Intel Edison」を発表しているが、Intel Edisonはプロセッサや通信モジュールを搭載して筐体がSDメモリーカード大という小型サイズを実現している。
参照リンク
Intel Edison Development Board
クォーク
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/09/05 06:56 UTC 版)
| クォーク | |
|---|---|
 | |
| 型数 | 6 （アップ、ダウン、チャーム、ストレンジ、トップ、ボトム） |
| 組成 | 素粒子 |
| 粒子統計 | フェルミ粒子 |
| グループ | クォーク |
| 世代 | 第一、第二、第三世代 |
| 相互作用 | 強い相互作用 弱い相互作用 電磁相互作用 重力相互作用 |
| 反粒子 | 反クォーク (q) |
| 記号 | q |
| 崩壊粒子 | 安定 |
| 電荷 | +2⁄3 e, −1⁄3 e |
| カラー | 持つ |
| スピン | 1⁄2 |
| バリオン数 | 1⁄3 |
クォーク (quark) とは、素粒子のグループの一つである。レプトン、ボソンとともに物質の基本的な構成要素であり、クォークはハドロンを構成する。クオークと表記することもある[1]。
クォークという名称は、1963年にモデルの提唱者の一人であるマレー・ゲルマンにより、ジェイムズ・ジョイスの小説『フィネガンズ・ウェイク』中の一節 "Three quarks for Muster Mark" から命名された[2][3]。カモメの鳴き声を意味する。
日本語では他の素粒子には「電子」「光子」などの漢語の名前が使われているが、クォークはquarkを音写した「クォーク」が用いられている。中国語では「層子」と表記される。
概要
クォークは、現在の実験的事実からは内部構造を持たないとされており、レプトン、ゲージ粒子、ヒッグス粒子とともに標準模型を構成する素粒子のグループのひとつである。クォークどうしは結合してハドロン（バリオンやメソンなど）と呼ばれる複合粒子を形成する。最も安定なハドロンは、原子核の構成要素である陽子および中性子である[4]。クォークの閉じ込めとして知られる現象により、クォークは相当な高エネルギー状態でなければ単独で観測されることはなく、ハドロンの中においてのみ観測することができる[5][6]。この理由により、クォークについて知られていることはハドロンの状態から分かることがほとんどであり、裸のクォークの性質はまだよく分かっていない。クォークが裸の状態で存在する「クォーク星」と呼ぶべき天体が存在する可能性が指摘されており、生成過程としては天体の超新星爆発の後などが考えられている。クォーク星らしいと考えられる特徴を持つ天体が既にいくつか発見されている（クォークグルーオンプラズマも参照）。
クォークは、6種類（フレーバーと呼ばれる）存在し、三つの世代を形成する。すなわち、第一世代のアップ、ダウン、第二世代のチャーム、ストレンジ、および第三世代のトップ、ボトムである[7]。各世代は、電荷が正のものと負のもので対を作っている。クォークの質量は世代が上がるごとに増加する。より重たいクォークは粒子崩壊（高質量状態から低質量状態への変換）の過程を経てすぐにアップおよびダウンクォークに変化する。このようにアップおよびダウンクォークは安定であり、宇宙の中で最も多く存在するクォークである。一方のチャーム、ストレンジ、トップおよびボトムは、宇宙線や粒子加速器の中で起こるような高エネルギー衝突の中でしか生成されない。
クォークは、電荷、色荷、スピンおよび質量などさまざまな固有の性質を持つ。クォークは標準模型において唯一、四つの基本相互作用全ての影響を受ける素粒子のグループである。基本的な相互作用は、基本的な力として知られ、電磁力、重力、強い力および弱い力がある。また、クォークは電荷が素電荷の整数倍ではないことが知られている唯一の粒子群である。全てのクォークのフレーバーについて、それに対応する反粒子が存在する。この反クォークは、クォークのいくつかの性質が大きさは等しいが符号が逆になった値（反数）を持つ。
クォークモデルは、二人の物理学者、マレー・ゲルマンおよびジョージ・ツワイクによって独立に1964年に提唱された[8]。クォークはハドロンを系統立てる枠組みの一部として導入され、SLACにおける深非弾性散乱実験により物理的な存在の証拠が1968年に発見された[9][10]。クォークのフレーバーの6つが全て加速器実験により観測されており、最後に見つかったものは1995年にフェルミラボで見つかったトップクォークである[8]。
ハドロンとクォーク
クォークモデルが確立するまではハドロンが強い相互作用を行う粒子であり、また素粒子であると考えられていた。しかし異常磁気モーメントの問題、特に電荷を持たない中性子が強い磁気モーメントを持つ事は未解決問題であるとされていた。加えて新たなハドロンの発見が続き、結局は核子について、より小さい構成要素による構造を仮定せざるを得なくなった（クォークモデル参照）。現在では、ハドロンは、6種類のクォークとハドロン内部で強い相互作用を伝播する8種類のグルーオンとから構成されるものとして考えられている。
ハドロンは、バリオンと中間子（メソン）に分けられる。バリオンは価クォーク3個、中間子は価クォーク1個と反価クォーク1個から構成される。例えば、
からなる。
クォークの質量
カレントクォーク1個の質量は、例えばアップクォーク (u) は電子の10倍、ダウンクォーク (d) は20倍程度だが、これらが集まると質量は普通とは違った結果になる。例えば、
- uudの組み合わせは陽子を構成するが、質量は10+10+20=40とはならず電子の1836倍程度
- uddでは中性子だが、10+20+20=50とはならず1839倍程度
となる。これは強い相互作用の結合エネルギーによるものである。
多クォーク粒子
これまでは、ハドロンは上記のように価クォーク2個の中間子または3個のバリオンの組み合わせでしか見つかっていなかった。しかし、理論上予測されていた価クォーク4個の組合わせからなるテトラクォークおよび5個の組み合わせからなるペンタクォークが発見された可能性がある。
クォークの一覧
| 世代 | 名前 | 記号 | 質量 (MeV/c2)* | J | B | Q | I3 | C | S | T | B′ | 反粒子 | 反粒子記号 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 第一 世代 | アップ | u | 1.7 - 3.1 | 1⁄2 | +1⁄3 | +2⁄3 | +1⁄2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 反アップ | u |
| ダウン | d | 4.1 - 5.7 | 1⁄2 | +1⁄3 | −1⁄3 | −1⁄2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 反ダウン | d | |
| 第二 世代 | チャーム | c | 1290+50 −110 | 1⁄2 | +1⁄3 | +2⁄3 | 0 | +1 | 0 | 0 | 0 | 反チャーム | c |
| ストレンジ | s | 100+30 −20 | 1⁄2 | +1⁄3 | −1⁄3 | 0 | 0 | −1 | 0 | 0 | 反ストレンジ | s | |
| 第三 世代 | トップ | t | 172000±2200 | 1⁄2 | +1⁄3 | +2⁄3 | 0 | 0 | 0 | +1 | 0 | 反トップ | t |
| ボトム | b | 4190+180 −60 | 1⁄2 | +1⁄3 | −1⁄3 | 0 | 0 | 0 | 0 | −1 | 反ボトム | b |
脚注
- ^ 学術用語集物理学編では「クォーク」を採用している。
- ^ "Three quarts for Mister Mark" (マーク氏に３クォートを！)という酒場での掛け声を、韻を踏むように改変した文章であるとゲルマンはしている
- ^ M. Gell-Mann (1995). The Quark and the Jaguar: Adventures in the Simple and the Complex. Henry Holt and Co. p. 180. ISBN 978-0-8050-7253-2
- ^ “Quark (subatomic particle)”. Encyclopædia Britannica. 2008年6月29日閲覧。
- ^ R. Nave. “Confinement of Quarks”. HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. 2008年6月29日閲覧。
- ^ R. Nave. “Bag Model of Quark Confinement”. HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. 2008年6月29日閲覧。
- ^ R. Nave. “Quarks”. HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. 2008年6月29日閲覧。
- ^ a b B. Carithers, P. Grannis (1995). “Discovery of the Top Quark” (PDF). Beam Line (SLAC) 25 (3): 4–16 2008年9月23日閲覧。.
- ^ E.D. Bloom et al. (1969). “High-Energy Inelastic e–p Scattering at 6° and 10°”. Physical Review Letters 23 (16): 930–934. doi:10.1103/PhysRevLett.23.930.
- ^ M. Breidenbach et al. (1969). “Observed Behavior of Highly Inelastic Electron–Proton Scattering”. Physical Review Letters 23 (16): 935–939. doi:10.1103/PhysRevLett.23.935.
- ^ K. Nakamura et al. (Particle Data Group) (2010). “Review of Particle Physics: Quarks”. Journal of Physics G 37: 075021. doi:10.1088/0954-3899/37/7A/075021.
関連項目
外部リンク
- 核子を作っているもの - クォークの相互作用についても説明がある。
クォーク
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2018/06/11 09:38 UTC 版)
今日の形のクォークモデルは、マレー・ゲルマンによって1964年に提唱された。また、同時期にユヴァル・ネーマンおよびジョージ・ツワイクもこのモデルを導いた。クォーク模型は、複合粒子を構成する基本粒子の電荷を分数にすること、およびそれらの基本粒子はまだ観測されていない粒子であると考えることによって完成した（坂田模型は、すでに観測されていた陽子、中性子およびラムダ粒子を基本粒子と考えていた）。スピン3⁄2のΩ− 粒子は基底状態十重項のメンバーであり、モデルから存在が予想された。この粒子がブルックヘブン国立研究所における実験で発見されたとき、マレー・ゲルマンはこの業績によりノーベル賞を受賞した。
※この「クォーク」の解説は、「クォークモデル」の解説の一部です。
「クォーク」を含む「クォークモデル」の記事については、「クォークモデル」の概要を参照ください。
クォーク
出典:『Wiktionary』 (2021/08/06 14:12 UTC 版)
異表記・別形
語源
名詞
- ハドロンを構成する素粒子。単独で存在することはなくハドロン中にのみ存在する。+2/3・eの電荷を持つアップ・トップ・チャームと、-1/3・eの電荷を持つダウン・ボトム・ストレンジの六種類がある。それぞれの粒子は色荷という物理量を有していて、ハドロン中で色荷は白色でなければならない性質を持つ。
翻訳
- アラビア語: كوارك (ar) (kuwark) 男性
- ベンガル語: কোয়ার্ক (bn)
- ブルガリア語: кварк (bg) 男性
- カタルーニャ語: quark (ca) 男性
- チェコ語: kvark (cs) 男性
- デンマーク語: kvark (da)
- ドイツ語: Quark (de) 中性
- ギリシア語: κουάρκ (el)
- 英語: quark (en)
- エスペラント: kvarko (eo)
- ペルシア語: کوارک (fa) (kuārk)
- フィンランド語: kvarkki (fi)
- フランス語: quark (fr) 男性
- アイルランド語: cuarc (ga) 男性
- セルビア・クロアチア語:
- ヒンディー語: क्वार्क (kvārk)
- ハンガリー語: kvark (hu)
- アルメニア語: քվարկ (hy) (k’vark)
- イド語: quarko (io)
- アイスランド語: kvarki (is) 男性
- イタリア語: quark (it) 男性
- 朝鮮語: 쿼크 (kwokeu), 쿼크모형 (kwokeumohyeong)
- マケドニア語: кварк (mk) (kvárk) 男性
- オランダ語: quark (nl) 男性
- ポーランド語: kwark (pl) 男性
- ポルトガル語: quark (pt) 男性
- ロシア語: кварк (ru) (kvark) 男性
- スロヴェニア語: kvark (sl) 男性
- スペイン語: quark (es) 男性
- スウェーデン語: kvark (sv)
- トルコ語: kuark
- ウクライナ語: кварк (uk) 男性
- ウルドゥー語: کوارک (ur) (kvārk)
- 中国語: (繁): 誇克/ (簡): 夸克
「クォーク」の例文・使い方・用例・文例
- クォークグルオンプラズマを生成する
- クォークやレプトンはフェルミ粒子に属する。
- ハドロンは、強い力で結合されたクォークからなる複合粒子です。
- 6種類のクォーク
- クォークの6つのフレイバーの1つ
- クォークの反粒子
- -1/3の電荷を持つクォークで、質量は電子の約1万倍
- +2/3の電荷を持つクォークで、電子のクォークの2900倍もの質量があり、+1のチャームを持つ
- 電荷-1/3で電子の607倍の質量をもつ安定したクォーク
- クォークの中で強い相互作用を中和するゲージボソン粒子
- クォークで、電荷-1/3、電子の988倍の質量とストレンジネス-1を持つ
- 電荷+2/3、電子のほぼ10万倍以上の質量をもつ仮説上のクォーク
- +2/3の電荷と電子の607倍の質量を持つ安定したクォーク
- フレイバーという,物理学のクォークという構成子の種類
- 素粒子の構成要素としての,未発見の6番目のクォーク粒子
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