HIPOTEZA SUBKWARKÓW.

Jak już wiemy, w tzw. modelu standardowym elementarnych składników materii mamy trzy generacje, po dwa leptony i dwa kwarki w każdej z nich. Daje to nam razem 2*2*3=12 elementarnych składników. (nie jest całkiem wykluczone - choć mało prawdopodobne - istnienie jeszcze czwartej generacji). Uwzględniając tzw. kolor kwarków (każdy kwark w trzech “kolorach”) dostajemy już 24 składniki i tyleż odpowiadających im anty-składników. Powstała więc u niektórych fizyków myśl o poszukiwaniu jakichś jeszcze prostszych i mniej licznych składowych, z których można by zbudować kwarki i leptony.

Na przełomie lat 70-tych i 80-tych pewną popularność zyskała sobie koncepcja wysunięta przez Michaela Shupe z Uniwersytetu Ilinois oraz Nathana Seiberga z Uniwersytetu Haim Harari (Izrael) dotycząca subkwarków - tzw. “rishonów” (słowo “rishon” z hebrajskiego znaczy najpierwotniejszy). Zakłada się w niej istnienie dwóch subkwarków oznaczanych literami T oraz V o spinie 1/2 oraz ładunkach elektrycznych odpowiednio +1/3 oraz 0. (i antysubkwarki o ładunkach -1/3 i 0).

Reguła konstrukcji leptonów i kwarków jest prosta - trzy subkwarki (lub trzy antysubkwarki) tworzą kwark lub lepton. Nie można jednak mieszać subkwarków z antysubkwarkami w jednej kombinacji. Zestawia to poniższa tabelka:

kombinacja

subkwarków

kwark lub lepton

ładunek elektr.

Q

TTT

e+

+1

TTV

u

+2/3

TVV

+1/3

VVV

ne

0

 

0

d

-1/3

-2/3

e-

-1

Mamy więc całą pierwszą generację kwarkowo-leptonową.

Problem liczby kwantowej “kolor” proponowano przedstawiać następująco:

subkwark T może być w jednym z trzech kolorów - R, G, B,

subkwark V może być w jednym z trzech antykolorów - ,

natomiast:

antysubkwark może być w jednym z antykolorów - ,

antysubkwark może być w jednym z kolorów R, G, B.

W ten sposób kombinację TTT, VVV, i dające leptony są zawsze bezkolorowe zaś pozostałe kombinacje zawsze mają jakiś kolor netto, np:


TTV = u może być np. TRTG = uG

i podobnie wszelkie inne kombinacje. Wyjaśnia to dość prosto relacje pomiędzy ładunkiem elektrycznym leptonów i kwarków i ładunkiem kolorowym tychże.

Wyższe generacje leptonów i kwarków proponowano traktować albo jako stany wzbudzone generacji pierwszej (to podejście natrafiało na spore trudności ilościowe) bądź też dodając do elementów pierwszej generacji pary rishon+antyrishon - np:

m- = e- + , t- = e- + + itp. (zauważmy, że para lub jest zawsze bezładunkowa i bezkolorowa, jej dodanie zmienia więc tylko masę-energię kwarku lub leptonu).

W modelu subkwarkowym przewidywana jest także możliwość rozpadu protonu (wynikająca również z modeli GUT).

Model subkwarków był niejako konkurencyjny wobec koncepcji GUT wraz z jej bozonami X przenoszącymi zunifikowane oddziaływania. W drugiej połowie lat 80-tych stracił on jednak na popularności i ostatnio nie jest zbyt rozwijany.


Powrot do strony LEPTONY, HADRONY KWARKI