How big is T-kvark?

T-kvark on 2026. aasta seisuga raskeim teadaolev elementaarosake. Elementaarosake ei koosne millestki väiksemast, niipalju kui katsed võimaldavad otsustada. T-kvargi suurust pole mõõdetud, seepärast on ülal näidatud 1 joktomeeter pigem kohatäide kui mõõtmistulemus. See tähistab suurust, mis on palju väiksem sellest, mida ükski katse suudab tuvastada.

Suurus

Joktomeeter on 10⁻²⁴ meetrit, meetri triljondiku triljondik. Ükski katse pole mõõtnud T-kvargi suurust, nagu ka mitte ühegi teise kvargi oma. Kõigis seniseis katsetes käituvad kvargid nagu punktid.

Füüsikud uurivad osakese suurust nii, et tulistavad sellesse teisi osakesi ja jälgivad, kuidas need tagasi põrkavad. ZEUS-katse uuris HERA kiirendis elektronide ja prootonite põrkeid ning ei märganud mingit märki, et prootonite sees olevatel kvarkidel oleks suurust. 2016. aastal teatas ZEUS-katse, et nende kvarkide raadius, kui neil see üldse on, peab olema väiksem kui 4,3 × 10⁻¹⁹ meetrit. See on ülempiir, mitte suurus, ja see pärineb prootonites leiduvatest kvarkidest, mitte T-kvargist.

Suuruste võrdlused

Prootonites olevate kvarkide läbimõõdu ülempiir, umbes 8,6 × 10⁻¹⁹ meetrit, on umbes 860 000 korda suurem kui sellel saidil näidatud väärtus.
Prooton, mille läbimõõt on umbes 1,7 femtomeetrit (1,7 × 10⁻¹⁵ meetrit), on umbes 2 000 korda laiem kui see kvargi ülempiir.
Sellel saidil näidatud 1 joktomeeter on umbes 60 miljardit korda suurem kui Plancki pikkus (1,6 × 10⁻³⁵ meetrit), järgmine väiksem objekt sellel saidil.
Kui 1 joktomeeter oleks suurendatud inimese juuksekarva laiuseks, umbes 0,1 millimeetriks, oleks prooton umbes 170 kilomeetrit lai ja juuksekarv oleks umbes ühe valgusaasta laiune.

Raskeim teadaolev osake

Particle Data Group, mis koondab kogu maailma osakeste mõõtmistulemusi, esitab T-kvargi massiks 172,56 ± 0,31 GeV. Osakestefüüsikud mõõdavad massi nendes energiaühikutes ja üks GeV on miljard elektronvolti. T-kvargi mass on lähedane terve kuldaatomi massile. See on umbes 40 korda suurem kui B-kvargi mass, ja B-kvark on raskuselt järgmine kvark.

Suur mass ei tee T-kvarki suureks. Mass ja suurus on eri omadused ning ükski kvark, olgu see raske või kerge, pole katsetes mingit suurust näidanud.

Osake, mis vaevu püsib

CDF ja DZero katsete teadlased teatasid T-kvargi avastamisest 2. märtsil 1995. Nad leidsid selle Fermilabi Tevatroni kiirendis, kus põrkasid prootonid antiprootonitega. Praegu tekitab T-kvarke paaridena CERNi Suur hadronite põrguti, enamasti gluuonide põrgetes. Gluuonid on osakesed, mis hoiavad kvarke koos.

T-kvark laguneb vähem kui 10⁻²⁴ sekundiga W-bosoniks ja B-kvarkiks. Teised kvargid ühinevad suuremateks osakesteks, mida nimetatakse hadroniteks, näiteks prootoniteks, kuid see võtab mitu korda 10⁻²⁴ sekundit. T-kvark laguneb enne, kui jõuab millegagi ühineda. Selle eluiga on liiga lühike, et seda otse vaadelda, seepärast tuvastavad katsed T-kvargi osakeste järgi, milleks see laguneb.