Quark charm

Quark charm
Classificazione	Particella elementare
Famiglia	Fermioni
Gruppo	Quark
Generazione	Seconda
Interazioni	Forte, debole, elettromagnetica, gravità
Simbolo	c
Antiparticella	Antiquark charm (c)
Teorizzata	Sheldon Glashow,; John Iliopoulos,; Luciano Maiani (1970)
Scoperta	Burton Richter et al. (SLAC); (1974); Samuel Ting et al. (BNL); (1974)
Proprietà fisiche
Massa	1.29 GeV/c2 (2,30×10−27 kg)
Prodotti di decadimento	Quark strange, quark up
Carica elettrica	2/3 e
Carica di colore	Sì
Spin	1/2

Il quark charm (solitamente abbreviato in quark c) è un quark di seconda generazione con una carica elettrica positiva di +²⁄₃ e. Con 1,3 GeV (poco più della massa del protone) è il terzo per massa tra tutti i quark.

La sua esistenza fu ipotizzata nel 1964 da Bjorken e Glashow,^[1] ed inserita nel modello standard delle interazioni deboli nel 1970 dallo stesso Sheldon Glashow, da John Iliopoulos e Luciano Maiani^[2]. Fu osservato per la prima volta nel 1974 con la scoperta del mesone incanto J/ψ, contemporaneamente da un gruppo guidato da Burton Richter allo SLAC^[3] e da un gruppo guidato da Samuel C.C. Ting al Brookhaven National Laboratory (BNL).^[4]

Nell'agosto 2022, riesaminando 35 anni di ricerche, è stato provato che i protoni contengono charm quark. Sebbene la loro massa sia 1.5 volte quella del protone, quando sono contenuti al suo interno, essa vale solo la metà del composto.^[5]

Adroni che contengono quark charm

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Tra gli adroni che contengono quark charm, si includono:

I Mesoni D, che contengono un quark charm (o la sua antiparticella) e un quark down o up.
I Mesoni Ds, che contengono un quark charm e uno strange.
Ci sono molte particelle che possiedono stati charmonium, per esempio la particella J/ψ. Queste sono composte da un quark charm e dalla sua antiparticella.
Sono stati osservati barioni charm, e chiamati in maniera analoga ai barioni strange.

Note

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^ B.J. Bjorken, S.L. Glashow, Elementary particles and SU(4), in Physics Letters, vol. 11, 1964, pp. 255–257, DOI:10.1016/0031-9163(64)90433-0.
^ S.L. Glashow, J. Iliopoulos, L. Maiani, Weak Interactions with Lepton–Hadron Symmetry, in Physical Review D, vol. 2, 1970, pp. 1285–1292, DOI:10.1103/PhysRevD.2.1285.
^ J.-E. Augustin et al., Discovery of a Narrow Resonance in e⁺e⁻ Annihilation, in Physical Review Letters, vol. 33, 1974, p. 1406, DOI:10.1103/PhysRevLett.33.1406.
^ J.J. Aubert et al., Experimental Observation of a Heavy Particle J, in Physical Review Letters, vol. 33, 1974, p. 1404, DOI:10.1103/PhysRevLett.33.1404.
^ (EN) Surprise! Protons Contain a Subatomic Particle That’s Heavier Than the Proton Itself, su popularmechanics.com, 30 agosto 2022. Ospitato su Nature.

Bibliografia

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(EN) Richard Feynman, The reason for antiparticles, in The 1986 Dirac memorial lectures, Cambridge University Press, 1987, ISBN 0-521-34000-4.
(EN) Richard Feynman, Quantum Electrodynamics, Perseus Publishing, 1998, ISBN 0-201-36075-6.
Richard Feynman, QED: La strana teoria della luce e della materia, Adelphi, ISBN 88-459-0719-8.
(EN) Steven Weinberg, The quantum theory of fields, Volume 1: Foundations, Cambridge University Press, 1995, ISBN 0-521-55001-7.
(EN) Claude Cohen-Tannoudji, Jacques Dupont-Roc e Gilbert Grynberg, Photons and Atoms: Introduction to Quantum Electrodynamics, John Wiley & Sons, 1997, ISBN 0-471-18433-0.
(EN) J. M. Jauch e F. Rohrlich, The Theory of Photons and Electrons, Springer-Verlag, 1980, ISBN 0-201-36075-6.