En la escuela secundaria de física, aprendí que pasó mucho tiempo antes de que se descubriera el quark top . Una de las razones que se dieron en mi libro fue que el quark top tiene una gran masa, mucho más grande que los otros 5 quarks, y simplemente no había un acelerador de partículas lo suficientemente potente como para producir grandes energías.
Mis dudas:
En tal experimento, ¿las partículas de alta velocidad simplemente chocan y se emite energía que se puede convertir en masa? ¿Es así como se producen los quarks?
Por lo que puedo entender, en una colisión de partículas, se produce una gran cantidad de energía y se convierte en masa, es decir, un quark top en este caso. Sin embargo, también aprendí que los quarks individuales no pueden existir y que se forman hadrones... Entonces, ¿cómo obtuvieron los científicos un quark individual?
Si el quark top se formó a partir de energía, debe significar que hubo una "producción de pares" y se supone que también se produjo un quark anti-top. Entonces, ¿la colisión tiene que producir energía equivalente a la masa de dos quarks top?
Con respecto a su pregunta 1, eche un vistazo a mi respuesta a Conversión de masa y energía . También es posible que desee ver ¿ Qué evita que la masa se convierta en energía? , que está relacionado. Estos dan una descripción básica de cómo la energía del movimiento puede convertirse en partículas de materia como los top quarks.
Con respecto a las preguntas 2 y 3: el descubrimiento del quark top se realizó en el Tevatron en 1995. Los pares top-antitop se crearon e identificaron por sus productos de desintegración. Hay un buen artículo sobre esto aquí .
Tiene razón en que se requiere el doble de la energía de un quark top, porque tiene que crear tanto un top como un antitop. La energía de colisión en el Tevatron fue de 1,8 TeV. Sin embargo, el Tevatron estaba colisionando protones y antiprotones, y las colisiones reales son entre los quarks y antiquarks que forman el protón. Cualquier quark en particular tiene solo una fracción de la energía total del protón, por lo que la energía de colisión debe estar muy por encima de los aproximadamente 350 GeV necesarios para crear un par superior-antisuperior. Es por eso que se requería un colisionador de energía tan alta.
Kyle Omán