Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Глэшоу Ш.Л. -> "Очарование физики" -> 72

Очарование физики - Глэшоу Ш.Л.

Глэшоу Ш.Л. Очарование физики — Ижевск: НИЦ, 2002. — 336 c.
ISBN 5-93972-151-6
Скачать (прямая ссылка): ocharovaniefiziki2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 66 67 68 69 70 71 < 72 > 73 74 75 76 77 78 .. 133 >> Следующая


Правило Цвейга было сформулировано, чтобы объяснить распад ^-мезона, состоящего из странного кварка и странного антикварка и имеющего массу порядка 1 ГэВ. Две эти частицы очень похожи между собой, но J распадается явно медленнее, чем ф. Почему же правило Цвейга имеет для J большую силу, чем для ф? Более того, чем объясняется произвольность правила Цвейга?

Рис. 1. Супермультиплеты из адронов, которые включают предсказанные очарованные частицы, можно представить в виде многогранников. Каждый супермультиплет состоит из частиц с одним и тем же значением спинового момента. Внутри каждого супермультипле-та частицы имеют заданные положения, соответствующие трем квантовым числам: положения на темных плоскостях определяются изотопическим спином и странностью, а сами плоскости показывают значения очарования. Мезоны представлены точкой (а) и архимедовым пространственным телом, называемым кубооктаэдром (Ь) и включающим 15 частиц, среди которых шесть очарованных. Показанные мезоны имеют спин 1, но все мезоны соответствуют одному и тому же представлению в виде точки и кубооктаэдра. Барионы образуют маленький правильный четырехгранник (с) из четырех частиц, усеченный четырехгранник (d) из 20 частиц и больший правильный четырехгранник (е), также образованный 20 частицами. И мезоны, и барионы определяются их кварковым составом, а для наблюдавшихся частиц также приводится установленный символ. Каждая фигура содержит одну плоскость, показанную светло-серым цветом, неочарованных частиц, идентичных более ранним представлениям «восьмеричного пути». 179 Кварки с цветом и ароматом



® si

CC

MESONS

СНАЯМ = + 2 de

Oiu MESONS

CHARM - н-1

dea(=-) USe(Se)

8ARYONS SPIN - 'Ii

CHAflM «t3

CHARM - і-1

698(0") BARYONS SPIN = *k 180

Кварки с цветом и ароматом

Возможный ответ на эти вопросы дает теоретическая концепция, называемая асимптотической свободой и утверждающая, что при высоких энергиях сильные взаимодействия ослабляются. При достаточно высокой энергии протон ведет себя, как если бы он состоял не из трех связанных друг с другом кварков, а из трех свободно движущихся кварков. Название этой концепции проистекает из того факта, что кварки приближаются к состоянию свободного движения асимптотически по мере увеличения энергии. Асимптотическая свобода дает объяснение различного применения правила Цвейга для ф- и J-частиц. Поскольку масса, или даже энергия, J так велика, сильное взаимодействие несколько ослабляется, поэтому кварк и антикварк, пытаясь уничтожить друг друга, сталкиваются с определенной сложностью.

Подобно позитронию, чармоний должен появляться в нескольких энергетических состояниях. Два таких состояния были открыты в SLAC вскоре после обнаружения первого состояния; это ф' с массой порядка 3,7 ГэВ и ф" с массой около 4,1 ГэВ. Они представляются простыми возбужденными состояниями самого низкого состояния чармония, J-ча-стицы. Ф' распадается лишь немногим быстрее J, ив течение половины времени своей жизни продукты его распада являют собой J-частицу и два пиона. Таким образом, ф' иногда распадается согласно второму подавленному процессу, описанному правилом Цвейга, то есть оба его кварка образуют одну дочернюю частицу. Более долгое время жизни говорит о том, что ф' также лежит ниже энергетического порога создания пары очарованных частиц.

Ф" распадается гораздо более быстро, а потому она должна распадаться некоторым образом, который разрешает правило Цвейга. Продукты ее распада еще не были определены, однако они могут включать очарованные адроны.

Множество других возбужденных состояний чармония неизбежно следует из теории кварковых взаимодействий (см. рисунок 2). Одно из них, называемое р-волновым чармонием, возникает, когда частица приобретает дополнительную единицу углового момента. Через некоторое время ф' должна распадаться на р-волновой чармоний, который впоследствии должен распадаться до достижения основного состояния, J. При каждом переходе должен испускаться фотон, обладающий характеристической энергией. Недавние эксперименты, проведенные на кольцевом накопителе частиц DORIS Немецкого электронного синхротрона в Гамбурге, совершенно определенно выявили распады, связанные с р-волновой частицей. В нескольких процентах своих распадов ф' дает J-частицу и два фотона с энергиями 0,2 ГэВ и 0,4 ГэВ. На SLAC было обнаружено, что ф' распадается на промежуточное состояние и фотон с энергией 0,2 ГэВ. Промежуточное состояние, которое предположи- 181 Кварки с цветом и ароматом



(спины кварков (спины кварков (одна единица

антипараллельны) параллельны) орбитального момента)

Рис. 2. Чармоний должен существовать на нескольких энергетических уровнях, отличающихся состоянием движения составляющих кварков. J-частица представляет собой основное состояние орточармония, в котором спины кварков параллельны. Два возбужденных состояния орточармония, обозначенные ф' и ф", были открыты в SLAC вскоре после открытия самой J-частицы. Ф', как и J-частица, видимо, имеет слишком малую массу, чтобы распадаться на два очарованных адрона, но быстрый распад ф" говорит о том, что эта частица обладает необходимой массой. Две другие формы частицы, называемые парачармо-нием, с антипараллельными спинами кварков обнаружены не были. Р-волновой чармоний, в котором кварки обладают кроме спинового момента еще и орбитальным, могли быть обнаружены на Немецком электронном синхротроне в Гамбурге и в SLAC.
Предыдущая << 1 .. 66 67 68 69 70 71 < 72 > 73 74 75 76 77 78 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed