Принципы симметрии в физике элементарных частиц - Гибсон У.
Скачать (прямая ссылка):
Из предположения о SU(3) -инвариантности следует, что все состояния супермультиплета должны быть вырождены по энергии (массе) и иметь одни и те же спин и четность. Отсутствие точной симметрии означает, что существует только приближенное равенство энергии. Однако, руководствуясь двумя другими свойствами, супермультиплеты адронных состояний можно идентифицировать.
Ниже мы еще вернемся к вопросу об отклонениях от точной симметрии.
Схема SU(3) -симметрии была разработана специально для описания октетов (1/2)+-барионов и 0~-мезонов. Размещение этих состояний показано на рис. 10.14.
Адронные резонансы, которые возникают вследствие приближенно SU(3) симметричных взаимодействий, также должны образовывать супермультиплеты SU(3). Хорошо известный резонанс Д (1236) со спином и четностью (3/2)+ имеет внутренние квантовые числа У = 1, /=3/2 и не может быть помещен в октет. Наименьший супермультиплет, который может быть связан с этой частицей,— это декуплет. Партнерами этого реяонанса, как показано на рис. 10.15, должны быть барионные резонансы со значениями {У, /}, равными {0, 1}, {—1, 1/2} и {—2, 0}.
В 1962 г. на конференции в ЦЕРНе Гелл-Ман предложил идентифицировать первые два из них с резонансом 2 (1385) и каскадным резонансом Н (1530). В то время кандидата на остающееся состояние со странностью (—3) и изоспином 0 не было. Последующее открытие й~=частицы с предсказанными квантовы-
255
ми числами было важным событием, убедившим физиков в правильности схемы SU(3). Мы снова вернемся к этому вопросу, когда покажем, как была предсказана масса недостающего Q~-гиперона.
Удовлетворительное размещение высших барионных резонансов по супермультиплетам требует знания спинов и четностей, которые были установлены сначала для состояний N (I = 1/2) и А (/ = 3/2), а затем со все большим трудом для резонансов S, А и
п о к° К+ '
т • # <9
I' 2° , л- 7CJ л*
«
А° П°
3° К' К0
А++(1238)\ Рис- Ю-14 Октеты.
у а — (1/2)+-барионов* б — 0—мсзо* ® нов
iu
L (1365)
г° (153о)
©
O' ^ис' (3/2)+-декуплет pe-
v (1Ь72) зонансных состояний
•
Е. Мультиплеты с тремя или большим числом известных состояний перечислены в табл. 10.2.
Важная закономерность спектра барионов состоит в отсутствии резонансов с У=+2 в /OV-рассеянии. Отсюда следует, что супермультиплеты 10* или 27 (или высшие супермультиплеты) существовать не должны, поскольку в противном случае каждый нуклонный резонанс можно было бы приписать или 8, или 10 в зависимости от его изоспина /=1/2 или / = 3/2. Затем можно исследовать список гиперонных резонансов для У = 0, 1 = 0 или 1, которые являются партнерами нуклонных резонансов. Дальнейшие предсказания SU(3), такие, как отйошения скоростей распадов, на этой стадии являются 'полезными критериями. Эту технику мы опишем для случая барионного декуплета 10 в § 10.6. Обзор про-
256
Таблица 10.2
Супермультиплеты барионов
Октеты Сингле Дублеты
ты
jp N 2 Л В Л' JP Л 2 В ?2---
(1/2)+ 940 1190 1115 1320 (3/2)+ 1236 1385 1530 1675
0/2Г 1535 1750 1670 --- 1405 (7/2)+ 1950 2030 --- ---
(3/2)--- 1520 1670 1690 1815 1520
<5/2)7 1670 1765 1830 1940? ---
(5/2)+ 1688 1915 1815 2037? ---
блемы размещения барионны.х резонансов дан в работах [97, 125].
Мезонные резонансы, с достаточной достоверностью размещенные по супермультиплетам SU(3), перечислены в табл. 10.3. Оказывается, что они образуют лишь октеты и синглеты.
Таблица 10.3
Супермультиплеты мезонов
JP Октеты Синглеты
0 Я Л К 11' (958)
1- Р (770) Ф (1019} К (892) со (784) 1
2+ Л, (1310) Г (1514) К* (1420) /(1270)
Здесь удобно ввести понятие сопряженного супермультиплета. Пусть дан SU(3) -супермультиплет N. При этом всегда существует сопряженный супермультиплет N*.
