Sprawdź się
Gdybyśmy znali dokładne masy samych („gołych”) kwarków moglibyśmy zapisać, że
masa protonu = (suma mas „gołych” kwarków u, u i d) ,
gdzie to energia pola wzajemnego oddziaływania pomiędzy kwarkami budującymi proton.
Ponieważ kwarki nie występują swobodnie, wprowadzono pojęcie masy kontytuentnej kwarka. Masa konstytuentna kwarka odpowiada sumarycznej masie samego („gołego”) kwarka i pola go otaczającego będącego wynikiem oddziaływania z pozostałymi kwarkami. Masy konstytuentne kwarków są wartościami szacunkowymi i nie mogą być bezpośrednio zmierzone w eksperymencie.
Korzystając z mas konstytuentnych można zapisać, że
masa protonu = (suma mas konstytuentnych kwarków u, u i d).
Czy na podstawie faktu, że masa neutronu jest praktycznie taka sama jak masa protonu można wywnioskować, że masy konstytuentne kwarków i są w przybliżeniu takie same? Uzasadnij swoją odpowiedź.
Nukleony mogą występować w stanach wzbudzonych, czyli w stanach o podwyższonej energii. Nukleon w stanie wzbudzonym jest traktowany jako osobna cząstka, ponieważ ma inną masę spoczynkową niż nukleon w stanie podstawowym. Wyższa masa spoczynkowa powoduje, że nukleony w stanach wzbudzonych mogą ulegać przemianom, w których powstają cząstki nazywane pionami. Piony, inaczej mezony , to cząstki zbudowane z pary kwark‑antykwark (co symbolicznie można zapisać jako , gdzie to symbol odpowiedniego kwarka, a odpowiedniego antykwarka). Piony mogą być neutralne (), dodatnio naładowane () lub ujemnie naładowane ().
Bariony delta, i to cząstki będące nukleonami w stanach wzbudzonych. Cząstka ma masę spoczynkową wynoszącą około 1232 MeV/Indeks górny 22 i taki sam skład kwarkowy, jak proton. Cząstka ma również masę spoczynkową wynoszącą około 1232 MeV/Indeks górny 22, a jej skład kwarkowy jest taki sam, jak neutronu. Obie cząstki delta są wyjątkowo nietrwałe i ulegają przemianom średnio po czasie rzędu 10Indeks górny -24-24 s. Cząstki delta mogą ulegać przemianom z emisją naładowanego pionu zgodnie ze schematami:
a)
b)
Określ, jakie są składy kwarkowe mezonów i wiedząc, że w podanych przemianach zachowane są liczby kwarków i .