Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| Гл. XXVI. Новые достижения в физике элементарных частиц
629
говорилось раньше, обнаружено очень большое число таких «возбуж- денных» барионов и мезонов, которые также группируются в свои изотопические семейства. Для «возбужденных» частиц изотопические семейства могут носить и другую структуру — например, среди ба- рионов встречаются группы из 4 частиц Δ ++ = [uuu] , Δ + = [uud]
, Δ 0 = [udd] , Δ − = [ddd]
; их называют Δ -изобарами, а среди мезонов — «семейства», состоящие только из одной частицы. Рассмотрим теперь адроны, в которые, помимо u - и
d -кварков, вхо- дят и кварки с другими ароматами — их называют странные частицы, очарованные частицы и т. д. Продемонстрируем основные особенности кваркового строения таких адронов на примере частиц со странными s -кварками, которые изучены гораздо более полно, чем очарованные и прелестные частицы. Частицы с s -кварками имеют отличную от нуля странность. Если в состав странного бариона, или, как его еще называют, гиперона, входит всего один странный кварк, то странность гиперона S = −
Такой частицей является Λ -гиперон или целое изотопическое семей- ство из трех Σ -гиперонов: Λ 0 = [uds] — Λ -гиперон ( Q Λ = 0, B Λ = 1),
и Σ + = [uus] , Σ 0 = [uds]
, Σ − = [dds] — Σ -гипероны, отличающиеся друг от друга зарядами и значениями изотопических ароматов. Ги- пероны с двумя странными кварками характеризуются странностью S =
− 2 и образуют изотопическое семейство из двух частиц, по- лучивших название Ξ -гиперонов. Их кварковая структура Ξ 0 = [uss] и Ξ − = [dss] , а отсюда легко можно получить значения их квантовых чисел. Существует и Ω − -гиперон со странностью S =
− 3, состоящий из одних s -кварков: Ω − = [sss] . Так как в Ω − -гиперон не входят u - или d -кварки, то у него нет «близких родственников»: соответствующее изотопическое семейство состоит всего из одной частицы. Перейдем теперь к странным мезонам. Здесь должны существовать частицы типа [ su]
и [ sd]
. Самые легкие из них («основные состояния») получили название K -мезонов и образуют изотопическое семейство из двух частиц: K + = [ su] и K 0 = [ sd]
. Их странность S = +
1. Как вид- но из кварковой структуры этих мезонов, их античастицы образуют другое изотопическое семейство из двух частиц с S =
− 1 — так
называемые анти- K -мезоны: K − = [s u] и K 0 = [s d] . Помимо самых легких странных барионов и K -мезонов, существует большое количество их «возбужденных состояний» — более тяжелых короткоживущих странных частиц. Здесь все обстоит так же, как и для «обычных» частиц из u - и d -кварков. В последние годы были найдены и другие классы адронов с новыми квантовыми числами, похожими на странность, — очарованные и пре- лестные барионы и мезоны. В состав этих частиц, помимо рассмотрен- ных ранее u -,
- и s -кварков, входят очарованные c -кварки и прелест- ные b
образие таких новых частиц, представляющих собой все возможные комбинации из трех кварков (барионы) или из кварка и антикварка (мезоны). Пока из всего этого многообразия было обнаружено только
630 Гл. XXVI. Новые достижения в физике элементарных частиц несколько очарованных и прелестных адронов. Данные об этих уже найденных частицах и об их кварковой структуре приведены в табл. 13. Странные частицы, как правило, обладают несколько б´ ольшими массами, чем «обычные частицы», очарованные частицы значительно более массивные, чем странные (их массы 2–3 ГэВ/ c 2 ), а прелестные частицы характеризуются еще б´ ольшими массами ( > 5 ГэВ/ c 2 ). Такие различия в массах этих частиц связывают с различием масс состав- ляющих кварков (см. табл. 14). В последнее время получены данные о том, что существует еще один класс адронов с очень большими массами 30–40 ГэВ/ c 2
очень тяжелые t -кварки. Мы видели раньше, что близость в свойствах u - и d -кварков приве- ла к существованию изотопических семейств адронов, очень сходных между собой. s -кварк, хотя и отличается от u - и
d -кварков, но не слишком сильно. Это позволяет объяснить, почему отдельные изотопи- ческие семейства адронов, в состав которых входят u -,
- и s -кварки, объединяются в некоторые родственные группы частиц, о которых говорилось в предыдущем параграфе. Более сложный анализ, основан- ный на кварковой модели, позволил установить состав и некоторые характеристики таких групп, которые прекрасно согласуются с опытом. Таким образом, кварковая модель позволяет хорошо объяснить основ- ные черты систематики адронов. жүктеу/скачать 6,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|