Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика



Pdf көрінісі
бет329/346
Дата19.01.2022
өлшемі6,71 Mb.
#24105
түріУчебник
1   ...   325   326   327   328   329   330   331   332   ...   346
Байланысты:
Ð Ð Ð½Ð Ñ Ð ÐµÑ Ð³ Ð Ð ÐÐ ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ Ð Ñ Ð½Ñ Ð¹ Ñ Ñ ÐµÐ

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 =



1.



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

-,

d



- и

s

-кварков, входят очарованные



c

-кварки и прелест-

ные

b

-кварки. Кварковая модель предсказывает очень большое разно-



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

. В состав этих адронов, по-видимому, входят



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

-,

d



- 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.





Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   325   326   327   328   329   330   331   332   ...   346




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет