|
Читайте также: |
Найбільш вдалою спробою навести порядок у світі елементарних частинок є створення гіпотези про існування кількох фундаментальних частинок, названих кварками, з яких можна скласти будь-яку сільновзаімодействующую частку, причому такі "складові" частинки будуть володіти всіма основними властивостями реальних часток.
Найбільш природно існування унітарних мультиплетов можна було пояснити, ввівши в розгляд три гіпотетичні частинки - кварки - з дробовими баріонним і електричним зарядами. У зв'язку з такою екзотичністю властивостей і з тим, що їх три, кварки і отримали свою незвичайну назву (словосполучення "три кварка" зустрічається в романі Дж.Джойса "Поминки по Фіннегану" як таємничий крик чайок, який чується герою роману під час кошмарного марення).
Легко бачити, що якщо приписати кварків властивості згідно з додатком 5, то достатньо всього трьох кварків і трьох антикварков, щоб з них побудувати будь-який з перерахованих вище адронів, причому можна показати, що адрони, «зліплені» з кварків, будуть групуватися в ті самі супермультіплети, які були відомі в той час. Літери u, d і s у додатку 5 - скорочення від інших загальноприйнятих назв up - верхній, down - нижній, strange - дивний. Пізніше в кваркової моделі ввели четвертий с (charm - «зачарований») і п'ятий b (beauty - «краса, принадність» або bottom - «нижній») кварки. Передбачається, що існує ще один, шостий, t-кварк (truth - «правдивий» або top - «верхній»). Властивості кварків представлені у додатку 6.
До теперішнього часу встановлено існування п'яти різновидів (або так званих ароматів) кварків: u, d, s, с, b. Їх маси: m u ≈ 5 МеВ, m d ≈ 7 МеВ, m s ≈ 150 МеВ, m з ≈ 1,3 ГеВ, m b ≈ 5 ГеВ. На ці дані треба дивитися як на оціночні і грубо орієнтовні, тому що кварки у вільному стані не спостерігалися і тому їх маси не можна було виміряти прямими методами. Неодноразово надходили попередні повідомлення про відкриття t-кварка (m t > 22 ГеВ), але остаточно існування t-кварка ще не встановлено. Кожному кварку відповідає свій антікварк.
Всі кварки мають спін 1 / 2 і баріонів заряд 1 / 3. Кварки u, c, t називають верхніми, так як вони мають дробовий електричний заряд +2 / 3. Решта кварки d, s, b з електричним зарядом -1 / 3 прийнято називати нижніми. Відповідно з цією термінологією кварки можна розташувати в таблиці:
u, з, t (Заряд 2 / 3);
d, s, b (Заряд - 1 / 3);
Кварк s є носієм дивацтва, с - чарівності, b - Краси (принади).
Протон складається з двох u-кварків і одного d-кварка (р → uud), нейтрон складається з одного u-кварка і двох d-кварків (n → udd). Їх античастинки побудовані з антикварков: р → u u d, n → u d d.
Мезони побудовані з двох часток: кварка і антикварка. Тому їх баріонна число дорівнює нулю. Подивимося, які комбінації з двох таких частинок можуть бути складені з трьох найлегших кварків u, d, s та їх антикварков u, d, s. Очевидно, найбільше таких комбінацій буде дев'ять:
uu, ud, us,
du, dd, ds,
su, sd ss.
Кварки і антикварки можуть входити в ці (і всякі інші) комбінації з різними орбітальними кутовими моментами. Спини кварків і антикварков можуть різна орієнтуватися один щодо одного. Загальний кутовий момент складеної з кварків і антикварков частки (античастинки) знайдеться за правилом векторного додавання спінового й орбітального моментів.
Звернемося тепер до баріонів. Спін їх напівцілий, отже, якщо кварки не мають орбітальними моментами, то баріони повинні бути побудовані з непарного числа частинок. Розглянемо випадок, коли такими частинками є кварки u, d, s. Спін баріонів може бути дорівнює або 1 / 2 (коли спини двох кварків паралельні, а спін третій спрямований протилежно), або 3 / 2 (коли спини всіх кварків паралельні). У першому випадку утворюється октет (вісімка) баріонів:
p (uud), n (udd), Λ о (uds),
Σ - (dds) Σ про (Uds), Σ + (uus), Ξ - (dss), Ξ о (uss).
Ядерна фізика зі спіном 3 / 2 утворюють декуплет баріонів:
ddd udd uud uuu Δ - Δ o Δ + Δ + + 1232 МеВ
dss uds uus Σ - Σ o Σ + 1385 МеВ
dss uss Ξ - Ξ + 1530 МеВ
sss Ω - 1672 МеВ
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 133 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |