Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Мухин К.Н. -> "Экспериментальная ядерная физика" -> 128

Экспериментальная ядерная физика - Мухин К.Н.

Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: Учеб. для вузов — М.: Энергоатом-издат, 1993. — 408 c.
ISBN 5-283-04076-3
Скачать (прямая ссылка): muhin-2.djvu
Предыдущая << 1 .. 122 123 124 125 126 127 < 128 > 129 130 131 132 133 134 .. 152 >> Следующая


Как уже было замечено, новые частицы не укладываются в схему четырехкварковой модели. Поэтому их открытие потребовало введения нового, пятого кварка, который/назвали beauty (прелестный, красивый) и обозначили буквой Ь (или qb). По аналогии с //^-частицей, являющейся одним из уровней орточармония сс, Y-мезон представляет собой один из уровней ортопрелестния (6^-система со спином 1). Углубляя эту аналогию, можно полагать, что в области 10 ГэВ должна Существовать обширная спектроскопия частиц со скрытой прелестью (т. е. типа bB), которые будут входить в состав орто- и парапрелестния. Кроме того, в области 5 ГэВ можно ожидать появления мезонов с явной прелестью (т. е. типа Ьй, ЬЭ и т. п.), а также прелестных барионов {bud, bds и т. п.).

Действительно, вскоре после открытия Т- и Т'-мезонов был обнаружен Y''-мезон с массой 10,4 ГэВ. Более точно значения масс Т-, Т'- и Y''-мезонов были измерены в 1978 г..

§ 126. Ипсилон-мезон и пятый кварк. Проблема существования шестого кварка 345

когда их удалось обнаружить на встречных е е+-пучках с суммарной энергией электронов и позитронов 10 ГэВ (установка ДОРИС в ФРГ):

тТ = (9,46 + 0,01) ГэВ; /иг- = (10,02 + 0,01) ГэВ;

/яг» = (10,38 + 0,01) ГэВ.

Y-, Т'- и Y''-мезоны были идентифицированы как основное (13*S"i) и два первых возбужденных состояния (235j и 335х) ортопрелестния. Это подтверждается обнаруженными позднее переходами между Т-мезонами, например по схеме Y'-+Y+tc + + tc~. Полные ширины Y-, Y'- и Y''-мезонов относительно невелики: Г х 0,03 -н-0,05 МэВ. Сравнение ширин Y-мезонов позволило установить значение электрического заряда 6-кварка: zb= —1/3.

В 1980 г. был открыт четвертый член семейства ортопрелестния— Y'''-мезон с массой mr>» = 10^55 ГэВ, который идентифицируется как 435!-состояние*. Знаменательно, что Y'''-мезон имеет большую полную ширину Гг/««10МэВ, указывающую на превышение его массы над порогом образования мезонов с явной прелестью (ВВ-иорот). Это обстоятельство является косвенным указанием на существование таких мезонов (с массой около 5,25 ГэВ). Вскоре после этого в процессе е~е+-*Т'" было наблюдено возрастание инклюзивных сечений для одиночных электронов и одиночных мюонов с большой энергией**. Оба результата можно интерпретировать как образование ВВ-шры с последующим распадом 5-мезона по схемам

B-*eveX и B->uvMJi~ (126.2)

где X—все что угодно.

Позднее было установлено, что прелестные мезоны образуют два изотопических дублета В + —В° и В~—В° с тв*5,28ГэВ, Т(1Р)= 1/2(0") и т* 1,3 ¦ ИГ" с.

На встречных до-пучках в ЦЕРНе был также обнаружен*** первый, самый легкий прелестный барион Ab = udb с массой mAb=5425l755 МэВ (в таблицу частиц он пока не включен). Этот барион должен распадаться по каскадной схеме

Ab-*p + D° + n~, D0-+K~+n + . (126.3)

* Andrews D., Berkebnan К., Cabenda R. e.a.//Phys. Rev. Lett. 1980. Vol.45, N 4. P. 219—221; Finocchiaro G., Giannini G., Lee-Franzini J. e.a.//Ibid. P. 222— 225.

**BebekC, Haggerty J., Izen J. M. e.a.//Phys. Rev. Lett. 1981. Vol.46, N 2. P. 84—87; Chadwick K., Ganci P., Kagan H. e.a.//Ibid. P. 88—91. *** CERN Courier. 1981. Vol. 21. P. 207—208.

346 Глава XXII. Кварки и глюоны. Квантовая хромодинамики

10 30 W ^.цИ,ГзВ

В эксперименте наблюдалось возрастание числа (А^~тс+)-пар при Е— 5425 МэВ, что и свидетельствует о рождении этой частицы.

Таким образом, в настоящее время уже имеется довольно много экспериментальных данных в пользу существования пятого кварка. Перечислим его квантовые числа: 5=1/3; s = 1 /2; 2 = — 1/3; Т = 0; 5*=0; с = 0; Ь= — \. С учетом 6-кварка формула (125.2) теперь должна быть записана в виде

Рис. 478

(126.4)

где величина Y= B+S+c + b = 2z по-прежнему называется гиперзарядом.

В заключение отметим еще два соображения в пользу существования пятого (и даже шестого) кварка.

На рис. 478 приведено значение отношений R сечений рождения адронов и мюонных пар в процессе е~ — ^-аннигиляции при разных энергиях (^-особенности вычтены). Из рисунка видно, что R3KC„ растет от Л ^2-^2,5 в зоне действия трехкварковой модели (E<2mD) до Rx4 за пределами зоны действия четырехкварковой модели. Значение ЛЭксп~4 сохраняется вплоть до ?„.„ = 40 ГэВ, после чего проявляется тенденция к дальнейшему росту (Rx4,5 при Еи_И — 55 ГэВ). Значение RTeop можно рассчитать по модели кварков

Rre

11

(126.5)

где zt —электрический заряд г-го кварка; л- число кварков в модели; 3 — число цветов. Подсчет по формуле (126.5) дает для трехкварковой модели Дтсор = 2, для четырехкварковой

•/?теор= Ю/З, для пятикварковой (с z5= —1/3) Лт

1/3, для

гипотетической шестикварковой (в предположении, что шестой кварк имеет заряд +2/3) Rreov — 5.

То, что Лэксп(55ГэВ)<Лтсор = 5, возможно, указывает на очень большую массу шестого кварка.

Еще одну экспериментальную поддержку гипотеза существования пятого и шестого кварков получила после того, как в конце 1977 г. было вполне надежно доказано существование третьего заряженного лептона, названного т-лептоном. т-Леп-тон имеет массу (1784 + 3) МэВ, спин 1/2, время жизни
Предыдущая << 1 .. 122 123 124 125 126 127 < 128 > 129 130 131 132 133 134 .. 152 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed