Los protones y neutrones, que se encuentran en la materia cotidiana que nos rodea, se componen de quarks up y down. ¿Las otras dos generaciones de quarks, es decir, $c,s,t,b$ quarks, se encuentran en la materia cotidiana que nos rodea?
Estoy aprendiendo sobre estas partículas fundamentales y me gustaría saber cómo se relacionan con nuestra vida diaria. ¿Son en su mayoría irrelevantes para nuestra vida diaria, excepto en condiciones físicas extremas, como en los colisionadores de partículas?
Cada nucleón tiene lo que se llaman mar quarks en ella, además de los quarks de valencia que definen el nucleón como un protón o neutrón. Algunos de aquellos mar quarks, especialmente el strange, tiene algunos secundaria relevancia en términos prácticos, acerca de cómo el residual de la fuerza nuclear fuerte entre los protones y los neutrones en un núcleo atómico se calcula a partir de primeros principios y de qué forma estable libre de neutrones es si se calcula que a partir de primeros principios. Strange también se encuentran en la $\Lambda^0$ bariones (que tiene la estructura de quark $uds$), que está presente en una frecuencia baja en los rayos cósmicos, pero tiene una vida media de sólo alrededor de dos décimas de un nanosegundo y sólo indirectamente se detecta en la forma de sus productos de desintegración.
Strange también son relevantes a un nivel filosófico que podrían afectar a su vida diaria, porque mesones incluyendo strange llamado kaons, son los más ligeros y más larga duración de partículas en el que CP violación es observado; por lo tanto, strange se lo hizo posible para nosotros para aprender que las leyes de la física a un nivel cuántico no son independientes la una de la flecha del tiempo.
Usted puede hacer un montón de sofisticado diseño de ingeniería para toda la vida sin saber que la segunda o tercera generación de quarks existió, incluso de la ingeniería nuclear. De hecho, los diseños básicos de la mayoría de las plantas de energía nuclear y las armas nucleares en uso en los Estados unidos hoy en día se diseñaron antes de que los científicos sabían que existían. El hecho de que los protones y los neutrones están hechos de quarks fue una conclusión a la que llegaron en la década de 1960 y no ampliamente aceptado hasta la década de 1970, aunque extraño quark fenómenos se observan en los experimentos de física de alta energía tan temprana como la década de 1950. La tercera generación de fermiones fueron descubiertos más tarde. Los leptones tau fue descubierto en 1974, el neutrino tau en 1975, el quark b, en 1977, y el quark top en 1995 (aunque su existencia fue predicha y casi seguro que en la década de 1970).
De lo contrario, estos quarks son tan efímeras y requieren tales concentrada de energía para producir, que no tienen impacto real en la vida cotidiana y son, básicamente, nunca encontrados fuera de los experimentos de física de alta energía, aunque algunos de ellos pueden estar presentes en y la influencia de las propiedades de las distantes estrellas de neutrones. Segunda y tercera generación de quarks también sin duda jugó un papel importante en el proceso de la formación de nuestro universo poco después del Big Bang.
El único de segunda o tercera generación fermión en el Modelo Estándar con prácticas significativas de ingeniería de aplicaciones y un impacto en la vida cotidiana y en las tecnologías que se utilizan en el mundo real son los muones (la segunda generación de electrones). Los muones se observan en la naturaleza de los rayos cósmicos (un poco engañosa plazo, puesto que no incluye sólo los fotones) y en tecnologías de imagen similar a los rayos X, pero con muones en lugar de fotones de alta energía. Los muones son también utilizados en dispositivos diseñados para detectar oculta nuclear isotipos. Los muones fueron descubiertos en el año 1937, a pesar de neutrinos muón primero fueron distinguidos de neutrinos electrónicos sólo en 1962, y el hecho de que los neutrinos tienen masa y que los diferentes tipos de neutrinos tienen diferentes masas se estableció experimentalmente en 1998.
Hay todo tipo de quarks alrededor de nosotros todo el tiempo, pero que sólo existen por cortos períodos de tiempo. Los quarks up y down, son lo que se conoce como la primera generación de quarks. Tienen una relativamente pequeña resto de la masa de $1.7\,\mathrm{MeV}$ e $4.1\,\mathrm{MeV}$ respectivamente. Comparando esto con la 2ª generación de quarks, el extraño y el encanto de los quarks con masas de $101\,\mathrm{MeV}$ e $1270\,\mathrm{MeV}$, podemos ver que estos son mucho más pesados y requieren mucha más energía para producir. La tercera generación de quarks, la parte superior e inferior quarks, que son más de 1000 veces más pesado que el de primera generación, con masas de $172\,\mathrm{GeV}$ e $4\,\mathrm{GeV}$ respectivamente. El más pesado de un quark es el que más energía se necesita para producir, y más rápidamente que las partículas de compuestos de estos quarks se desintegran en partículas con una energía menor.
Sin embargo eso no significa que no se producen naturalmente. Como la respuesta anterior, dijo, algunos de ellos pueden ocurrir en la extrema naturales de la física, como estrellas de neutrones. Aparte de eso, realmente, sólo encuentro el más pesado de la 3ª generación de quarks en los experimentos de física de alta energía. Incluso entonces, el quark top decae rápidamente, de manera que no existe el tiempo suficiente para la interacción fuerte, que a la fuerza para formar una partícula.
Las partículas formadas con la segunda generación de quarks se producen con más regularidad. Por ejemplo, el $\Lambda^0$ bariones tiene estructura de quark $uds$ y se detectó en experimentos con rayos cósmicos, lo que significa que estas partículas se crean todo el tiempo cuando la radiación, tales como protones del sol interactuar con las partículas en la atmósfera superior de la Tierra. De nuevo cabe señalar que estas partículas, a continuación, de no existir por mucho tiempo. Creo que la vida de la $\Lambda^0$ bariones, por ejemplo, es menos de un nanosegundo.
Se suele observar que los protones y los neutrones en la vida de cada día debido a que su estructura de quark, ya que está compuesto de sólo el más ligero de los quarks, los medios que existen para un tiempo muy largo. De hecho, todavía hay un poco de debate en cuanto a cuánto tiempo tomaría para que la desintegración del protón, como las diferentes alternativas para el modelo estándar dan diferentes predicciones. Creo que el protón está pensado para tener una vida útil de al menos $10^{32}$ años.
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