Shupe, M. (1979) [Physics Letters, 86B, 87] proposed that all quarks and leptons are composed of two even more elementary constituents: (with charge ) and (with charge zero) - and their respective antiparticles, and . You

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um modelo proposto por Shupe em 1979, que sugere que quarks e léptons não são partículas fundamentais, mas são compostos por partes ainda menores chamadas (com carga ) e (com carga zero), além de seus antipartículas e . Nosso objetivo aqui é entender como essas partículas menores se juntam para formar as partículas que conhecemos, como os quarks e os léptons, usando as cargas elétricas fornecidas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender as cargas das partículas básicas do modelo de Shupe:
  • tem carga elétrica de .
  • tem carga elétrica de .
Como os quarks têm cargas fracionárias na realidade ( ou ), precisamos ver como a combinação dessas partículas e pode reproduzir essas cargas.

Passo 3

Vamos considerar um quark com carga . Para chegar a essa carga usando as partículas e , podemos combinar duas partículas e uma antipartícula :
Mas essa combinação resulta em . Para obter , precisamos ajustar a combinação. Talvez precisemos incluir partículas adicionais ou reconsiderar a estrutura.
Vamos tentar outra abordagem: suponha que um quark (up) com carga seja composto de duas partículas e um :
Essa combinação dá exatamente a carga que esperamos para um quark !

Passo 4

Agora, vamos verificar um quark (down) com carga . Podemos compor esse quark usando uma partícula e duas partículas :
Pronto, essa combinação resulta na carga correta para o quark .

Passo 5

Para os léptons, como o elétron que tem carga , podemos pensar em como combinar as partículas e para chegar a essa carga. Por exemplo:
Assim, três partículas juntas formam um elétron, que tem carga .

Resposta

Usando o modelo de Shupe, podemos ver que:
  • Um quark com carga é composto por duas antipartículas e uma partícula .
  • Um quark com carga é composto por uma partícula e duas partículas .
  • Um elétron com carga é composto por três partículas .

Exercícios relacionados

Check the Coleman-Glashow relation [Phys. Rev. B134, 671 (1964)]:
(the particle names stand for their masses).
Um anel filamentar de raio 5 cm está colocado sobre o plano , tal que seu centro está em . Se o anel for percorrido por 50 mA ao longo de , determine em:
A profundidade pelicular de um determinado material de condução (não magnético) é de
a 85 GHz . Determine a velocidade de fase da onda no material.
Escolha uma opção:
a.

b b.

c.

○ d.

○ e.

f.

g.
The Gell-Mann/Okubo mass formula relates the masses of members of the baryon octet (ignoring small differences between and , and ; and and ):
Using this formula, together with the known masses of the nucleon (use the average of and ), (again, use the average), and (ditto),