Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| Гл. XXVI. Новые достижения в физике элементарных частиц
619
свойствам небольшие семейства частиц 1 ), отдельные члены ко- торых различаются между собой в основном своими электромаг- нитными свойствами — зарядами, магнитными моментами. При- мерами таких семейств являются уже известные нам нуклоны (протоны, нейтроны) или π-мезоны (π + , π
− , π
0 ). Однако число изотопических семейств также очень велико — превышает сотню. Эти семейства, в свою очередь, объединяются в более обширные и сложные группы. Частицы, входящие в подобные группы, обна- руживают между собой заметное сходство, хотя и не являются столь «близкими родственниками», как члены одного изотопиче- ского семейства. В основе таких объединений лежит определенная близость или какая-то закономерная связь между основными па- раметрами, характеризующими частицы. Эти параметры называют обычно квантовыми числами элементарных частиц. Квантовыми числами адронов прежде всего являются их мас- сы, электрические заряды, спины, магнитные моменты, време- на жизни, значения барионного заряда. Однако это далеко не все. Барионные и электрические заряды — это не единственные «заряды», характеризующие сильновзаимодействующие частицы. Было установлено экспериментально, что в ряде реакций неко- торые адроны рождаются целыми группами — из двух или даже нескольких частиц. Здесь наблюдается определенное сходство с процессами образования барионов и антибарионов, которые, как мы видели выше, никогда не рождаются поодиночке. За- кономерности, связанные с парным образованием барионов и антибарионов, вместе с данными по стабильности нуклонов как раз и показали, что барионы характеризуются сохраняющимся квантовым числом — барионным зарядом. Но рождение групп новых частиц уже нельзя объяснить, пользуясь только законами сохранения электрического и барионного зарядов. Опыты пока- зали, что существуют процессы, при которых протон переходит в другой барион (так что барионный заряд сохраняется), но при этом обязательно образуются и новые типы мезонов. Все это за- ставило предположить, что у некоторых адронов существуют но- вые специфические квантовые числа, новые «заряды», которые до известной степени напоминают барионный заряд и могут иметь дискретные положительные, нулевые и отрицательные значения. Эти новые заряды получили общее название ароматов. О тдель- ные ароматы получили наименования странность, очарование, прелесть и т. д. 1 ) Они называются изотопическими семействами — по некоторой анало- гии с изотопами элементов, близкими между собой по свойствам. 620 Гл. XXVI. Новые достижения в физике элементарных частиц Некоторые такие названия носят исторический характер. Так, в 50-х годах, когда были открыты первые необычные частицы, их свойства казались очень загадочными в свете существовав- ших тогда представлений. Отсюда возникло название странные
квантового числа, то этот новый «заряд» и получил название странность. В целом же обилие экзотических наименований в физике элементарных частиц (кварк, аромат, странность, оча- рование и т. д.) отражает пристрастие физиков, работающих в этой области, к ярким, запоминающимся и образным выраже- ниям, которые звучат загадочно и красиво на всех языках и вме- сте с тем напоминают нам о том, что природа соответствующих объектов еще не понята до конца и, возможно, таит в себе много неожиданного. Общие характеристики некоторых сильновзаимодействую- щих частиц приведены в табл. 13, которая в дальнейшем будет обсуждаться более подробно. В этой таблице, однако, содер- жится очень малая часть всех известных адронов — только сравнительно долгоживущие частицы, распадающиеся благодаря слабым взаимодействиям (или под действием электромагнитных сил). Большинство адронов, как уже говорилось выше, рас- падаются из-за сильных взаимодействий, и их времена жизни лежат в области 10 − 22 –10 − 23 с. Важно подчеркнуть, что эти короткоживущие адроны принципиально ничем не отличаются от долгоживущих частиц. Мы ограничились в табл. 13 одними долгоживущими части- цами, так как, если попытаться включить в нее все известные адроны, то таблица превратится в целую брошюру. Огромное число обнаруженных адронов и определенная их группировка по разным классам и семействам более или менее близких по свойствам объектов заставляет усомниться в элемен- тарном характере этих частиц. Наиболее естественное объясне- ние группирования адронов в семейства, представления о приро- де и структуре этих семейств, а также объяснения многих других свойств адронной материи были получены в кварковой модели
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|