Кварк
Кварк — фундаментальная частица в Стандартной модели физики элементарных частиц, являющаяся составной частью адронов (таких как протоны и нейтроны). Кварки обладают дробным электрическим зарядом и не наблюдаются в свободном состоянии из-за явления конфайнмента (удержания) сильным взаимодействием.
Свойства и классификация
Кварки обладают уникальными квантовыми числами, отличающими их от других элементарных частиц:
- Дробный электрический заряд: +2/3 e (верхний, очарованный, истинный кварки) или -1/3 e (нижний, странный, прелестный кварки)
- Цветовой заряд: каждый кварк несёт один из трёх цветовых зарядов — красный, зелёный или синий
- Спин: 1/2 (фермионы)
- Аромат: всего известно 6 ароматов (поколений) кварков:
| Аромат | Символ | Заряд (e) | Масса (МэВ/c²) |
|---|---|---|---|
| Верхний | u | +2/3 | ~2.3 |
| Нижний | d | -1/3 | ~4.8 |
| Странный | s | -1/3 | ~95 |
| Очарованный | c | +2/3 | ~1275 |
| Прелестный | b | -1/3 | ~4180 |
| Истинный | t | +2/3 | ~173210 |
Конфайнмент и адроны
Кварки никогда не существуют изолированно из-за конфайнмента — свойства квантовой хромодинамики, согласно которому сильное взаимодействие между кварками не ослабевает с расстоянием. При попытке разделить кварки энергия, затраченная на их разрыв, становится достаточной для рождения новых кварк-антикварковых пар, что приводит к образованию новых адронов.
Кварки образуют адроны двумя способами: 1. Барион: три кварка (qqq) или три антикварка (qqq̄̄) 2. Мезоны: кварк и антикварк (qq̄)
Кварковая бомба
В романе «Факап» упоминается оружие исключительной разрушительной силы — кварковая бомба, основанная на принципе лавинного деконфайнмента.
«...с помощью обычной нуль-т кабинки, куска янтарина и ещё кой-чего можно устроить лавинный деконфайнмент. В просторечии это называется кварковой бомбой. [...] эта штука работает со скоростью света. [...] относится к предметам нулевой категории опасности.»
Кварковая бомба представляет собой устройство, инициирующее цепную реакцию деконфайнмента — разрушения адронной структуры вещества с высвобождением составляющих кварков и глюонов в виде кварк-глюонной плазмы. Процесс распространяется со скоростью света, мгновенно преобразуя обычную материю в состояние, предшествовавшее образованию адронов после Большого взрыва.
Отсылки
Концепция кварковой бомбы основана на реальных физических представлениях о кварк-глюонной плазме — состоянии вещества, существовавшем в первые микросекунды после Большого взрыва и воссоздаваемом в экспериментах на коллайдерах.
Кварковая бомба упоминается как оружие нулевой категории опасности — максимальной из возможных, стоящее в одном ряду с лаксианскими артефактами. Её существование демонстрирует уровень технологического развития цивилизации в романе и связанные с этим этические дилеммы.
Идея оружия, уничтожающего саму структуру материи, встречается в научной фантастике (например, «диссипатор» у Ф. Пола, «дезинтегратор» в различных произведениях), но кварковая бомба уникальна своей опорой на современную физику элементарных частиц.