Tìm hiểu về hạt Quark - loại hạt tạo nên cơ thể bạn.

Cơ thể người được tạo thành từ gì?

Cơ thể của bạn được tạo thành từ các cơ quan: Da, não, tim, gan, và những thứ bình thường khác. Những cơ quan đó được làm từ các mô. Những mô đó được tạo thành từ các tế bào, là bộ máy sinh học phức tạp tuyệt vời để biến các chuỗi DNA thành chính bạn. Các nhà sinh học nói với tôi rằng đây là một quá trình khá phức tạp.

Minh hoạ hạt quark. Thực tế thì hạt quark cực kỳ nhỏ đến nỗi mà bạn không thể nhìn được. Ảnh: Pixabay.

Sâu bên trong các tế bào là các phân tử, các nhóm nguyên tử liên kết với nhau bằng lực hóa học. Bản thân các nguyên tử là một hạt nhân nhỏ, dày đặc được bao quanh bởi các đám mây electron. Chúng ta sẽ bỏ qua các electron ngay bây giờ và lao vào hạt nhân.

Cấu tạo của hạt nhân

Mỗi hạt nhân được tạo thành từ hai loại hạt, proton và neutron, được liên kết lại với nhau thông qua lực hạt nhân mạnh. Nếu bạn đã từng tự hỏi tại sao hạt nhân nguyên tử chỉ có thể trở nên lớn như vậy, thì đó là vì bởi giới hạn phạm vi của lực tương tác mạnh.

Nhưng các hạt nhân liên kết với nhau không phải là kết quả trực tiếp của lực mạnh. Thay vào đó, các proton và neutron tự chúng chỉ là tập hợp của các hạt khác, thậm chí nhỏ hơn. Những hạt nhỏ hơn đó liên kết với nhau rất mạnh đến nỗi ràng buộc này đã rò rỉ ra (vì không có thuật ngữ tốt hơn) ngoài giới hạn của các proton và neutron, cho phép sự tồn tại của các nguyên tử.

Hạt quark (quắc) là gì?

Những hạt nhỏ hơn tạo nên các proton và neutron được gọi là quark, và chúng thật kỳ lạ.

Cấu trúc các hạt quark tạo nên proton

Tổng cộng có sáu loại quark, và chúng từng được đặt cho những cái tên kỳ quặc thú vị: lên, xuống, trên, dưới, lạ, và quyến rũ. Trong vật lý sáu vị quark này được tên là:quark lên (up), quark xuống (down), quark đỉnh (top), và quark đáy (bottom), quark lạ (strange) và quark duyên (charm). Mỗi trong số chúng có một khối lượng khác nhau, và chúng tương tác với phần còn lại của vũ trụ theo cách riêng. Hai loại nhẹ nhất, lên (u) và xuống (d), cho đến nay là phổ biến nhất, và đó là những gì bạn có thể tìm thấy bên trong các proton và neutron của bạn.

Một proton được tạo thành từ ba quark, đặc biệt là hai up và một down. Các neutron thì bị đảo ngược, với hai quark down và một quark up. Các quark có thể tự sắp xếp thành các bộ ba như thế này vì các tính chất độc nhất của lực hạt nhân mạnh, và vì quark up và down là phổ biến nhất trong các quark, các proton và neutron rất phong phú trong vũ trụ của chúng ta.

Có thể biến đổi một neutron thành proton và ngược lại, thông qua một lực khác, lần này là lực hạt nhân yếu. Lực đó có khả năng duy nhất để lật một loại quark thành một loại quark khác. Vì vậy, nếu một proton, chẳng hạn bị tấn công bởi hạt hạ nguyên tử có đủ năng lượng, lực hạt nhân yếu có thể biến một trong số các quark lên (u) của nó thành một quark xuống (d), biến proton đó thành neutron, trong quá trình biến đổi nguyên tử thành một nguyên tố khác.

Và đó chính là quá trìn phân rã hạt nhân.

Khám phá khoa học - Theo Forbes