Станом на 2026 рік t-кварк — найважча з відомих елементарних частинок. Елементарна частинка, наскільки можна судити з експериментів, не складається з нічого меншого. Розміру t-кварка не виміряно, тому 1 йоктометр, указаний вище, — це умовне значення, а не результат вимірювання. Це значення позначає розмір, набагато менший за той, який може виявити будь-який експеримент.

Розмір

Йоктометр — це 10⁻²⁴ метра, трильйонна частка трильйонної частки метра. Жоден експеримент не виміряв розміру t-кварка чи будь-якого іншого кварка. У всіх досі проведених дослідах кварки поводяться як точки.

Щоб визначити розмір частинки, фізики спрямовують на неї інші частинки й спостерігають, як вони відскакують. Експеримент ZEUS на прискорювачі HERA вивчав зіткнення електронів із протонами й не помітив жодних ознак того, що кварки всередині протонів мають якийсь розмір. У 2016 році в ZEUS повідомили, що радіус цих кварків, якщо він у них є, має бути меншим за 4,3 × 10⁻¹⁹ метра. Це верхня межа, а не розмір, і її отримано для кварків усередині протонів, а не для t-кварка.

Порівняння розмірів

Верхня межа для кварків усередині протонів, близько 8,6 × 10⁻¹⁹ метра в поперечнику, приблизно у 860 000 разів більша за значення на цьому сайті.
Протон діаметром близько 1,7 фемтометра (1,7 × 10⁻¹⁵ метра) приблизно у 2 000 разів ширший за цю верхню межу для кварка.
Показаний на цьому сайті 1 йоктометр приблизно у 60 мільярдів разів більший за довжину Планка, 1,6 × 10⁻³⁵ метра, наступний менший об’єкт на цьому сайті.
Якби 1 йоктометр збільшили до ширини людської волосини, близько 0,1 міліметра, протон мав би в поперечнику приблизно 170 кілометрів, а волосина була б завширшки приблизно в один світловий рік.

Найважча з відомих частинок

Particle Data Group, яка збирає результати вимірювань частинок з усього світу, подає масу t-кварка як 172,56 ± 0,31 ГеВ. Фізики елементарних частинок вимірюють масу в таких одиницях енергії, а ГеВ — це мільярд електронвольтів. Маса t-кварка близька до маси цілого атома золота. Вона приблизно у 40 разів більша за масу b-кварка, наступного за масою кварка.

Те, що t-кварк важкий, не робить його великим. Маса й розмір — різні властивості, і в експериментах жоден кварк, важкий чи легкий, не виявив жодного розміру.

Частинка, яка ледве існує

Науковці з експериментів CDF і DZero оголосили про відкриття t-кварка 2 березня 1995 року. Вони знайшли його на Теватроні — прискорювачі Фермілабу, де протони зіштовхували з антипротонами. Нині Великий адронний колайдер у ЦЕРНі створює t-кварки парами, здебільшого під час зіткнень між глюонами — частинками, які утримують кварки разом.

t-кварк розпадається менш ніж за 10⁻²⁴ секунди на W-бозон і b-кварк. Інші кварки об’єднуються в більші частинки, які називають адронами, як-от протони, але на це потрібен час, у кілька разів більший за 10⁻²⁴ секунди. t-кварк розпадається, не встигнувши увійти до складу жодного адрона. Він живе надто коротко, щоб його можна було спостерігати безпосередньо, тому в експериментах його впізнають за частинками, на які він розпадається.

Джерела

Summary Tables: Quarks. Particle Data Group, 2025.
Limits on the effective quark radius from inclusive ep scattering at HERA. ZEUS Collaboration, Physics Letters B, 2016.
The Last Quark. ATLAS Experiment, CERN, 2021.
Twenty-fifth anniversary of the discovery of the top quark at Fermilab. Fermilab, 2020.
Scientists recall the discovery of the top quark 30 years ago at Fermilab. Fermilab, 2025.
SI prefixes. International Bureau of Weights and Measures.
Proton rms charge radius. NIST CODATA, 2022.
Planck length. NIST CODATA, 2022.
Atomic mass constant energy equivalent in MeV. NIST CODATA, 2022.
Gold. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights, 2017.
Measuring the Universe. International Astronomical Union.
Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.

Report a Problem

for t-кварк