Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Мухин К.Н. -> "Экспериментальная ядерная физика" -> 129

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 .. 123 124 125 126 127 128 < 129 > 130 131 132 133 134 135 .. 152 >> Следующая


§ 127. Экспериментальное подтверждение существования глюонов 347

(3,04 + 0,09) 10"13 с (ттеор = 3 • 10~13 с) и, так же как электрон и мюон, встречается в двух зарядовых состояниях: т~ и т + .

Согласно современным теоретическим представлениям т-лептон имеет лептонный заряд Ц, отличный от Le и Ьц (см. § 107), т. е. ему должно соответствовать новое нейтрино vT. Таким образом, в настоящее время число лептонов (6) превзошло число кварков (5), что противоречит теории Вейнберга — Салама, основные заключения которой во многом подтверждены экспериментально. Поэтому в ближайшее время можно ожидать «открытия» (в связанном состоянии) нового, шестого f-кварка*, который должен иметь такой же заряд, как и- и с-кварки (+ 2/3), и быть значительно тяжелее 6-кварка. Если учесть, что число адронов растет примерно как квадрат числа кварков, то можно полагать, что в недалеком будущем в физике элементарных частиц наступит период обнаружения многих новых частиц**.

§ 127. Экспериментальное подтверждение существования глюонов

Из квантовой хромодинамики следует, что константа взаимодействия между кварками и глюонами стремится к нулю при г->0 по закону

j^W-r^t- (,27л)

Современное экспериментальное значение gs в области асимптотической свободы равно 0,16 + 0,04. Малость gs и перенормируемость квантовой хромодинамики позволяют описывать процесы между кварками и глюонами, происходящие в малых пространственно-временных областях, методами теории возмущений.

На рис. 479 изображены диаграммы трех сильных процессов, которые можно рассчитать в низшем порядке теории возмущений (порядка gs): тормозного излучения глюона кварком (479, а), рождения qq-пары глюоном (рис. 479, б) и излучения глюона глюоном (рис. 479, в). Четырехглюонная диаграмма (рис. 479, г) уже соответствует gs2.

Основные результаты проведенных расчетов приводят к следующим заключениям.

* От английского слова truth-правдивость. Названия пятого и шестого кварков интерпретируются и иначе: b — bottom — низ, t — top — верх.

** О перспективах физики высоких энергий см.: Окунь Л. Б.//Успехи физ. наук. 1981. Т. 133. Вып. 1. С. 3—44; Окунь Л. Б.//Успехи физ. наук. 1987. Т. 151. Вып. 3. С. 469 - 478.

348 Глава XXII. Кварки и глюопы. Квантовая хромодинамика

Рис. 479

1. При больших энергиях е+е~-шр (Е~^1 ГэВ) должен.идти процесс e+e~-+qq с последующим преобразованием возникающей qq-тры в две адронные струи с относительно малым поперечным импульсом р±<ри и средним электрическим зарядом f=ze.

2. При еще больших энергиях е+е~-пар (?"~30 ГэВ) должно наблюдаться (с вероятностью а5/л) рождение глюона по схеме

e+e~-->qqg.

3. Время рождения пары кварков в е+е~ -аннигиляции обратно пропорционально энергии кварков tрожд ~ 1 jEq. Время существования кварка до его преобразования в адронную струю, т. е. время, в течение которого он может испускать глюоны, прямо пропорционально энергии кварка.

4. Полное сечение е+е"-аннигиляции в кварки и глюоны

(127.2)

Это же значение, по-видимому, определяет и полное сечение аннигиляции е+е"-пары в адроны.

5. Рожденный глюон (подобно тормозному у-кванту) должен лететь под малым углом к кварку (9<*:л/2) и давать начало новой струе с f=0.

6. Глюоны, так же как и кварки, могут рождать новые глюоны. Вероятность излучения глюона глюоном в 2 раза выше вероятности излучения глюона кварком. Поэтому глю-онная струя должна быстрее разбухать с ростом энергии.

Первые экспериментальные указания на существование глюонов носили косвенный характер. Они были получены в процессе исследования глубоконеупругого рассеяния лептонов на адронах. Оказалось, что при больших передачах импульса (/?2»7?адр) возникают трудности с балансом импульса. На долю валентных кварков (т. е. трех основных кварков, составляющих нуклон) и кваркового «моря» из ад-пар удается отнести только половину импульса нуклона (в соотношении 4:1). Относительно же второй половины было естественно предположить, что ее уносят глюоны (вспомните историю предсказания нейтрино).

§ 127. Экспериментальное подтверждение существования глюонов 349

Более прямые экспериментальные указания на существование глюонов были получены в результате изучения свойств адронных струй. Вначале были обнаружены двухструйные события (см. рис. 467), для которых удается выделить направление струй и измерить р± и ри. На рие. 480 показан энергетический ход р± и рц. Из рисунка видно,-что ри линейно растет с энергией, а рх практически остается неизменным. Таким образом, средний угол раствора струи уменьшается с ростом энергии. ,;

При больших энергиях (Е=?х16 ГэВ) наблюдались события, которые можно интерпретировать как рождение глюона в процессе е+e^qqg. Для этих событий характерна раз-нотолщинность струй. Среднее значение pL у толстой струи больше, чем у тонкой, причем (pi)tmct линейно растет с энергией, тогда как (pi)rovx остается постоянным. Таким образом, толстая струя все больше разбухает с энергией. Одновременно события становятся все более плоскими. Плоскость выделяется направлением вылета глюона. В отдельных (редких) случаях наблюдаются явно выраженные трехструйные события.
Предыдущая << 1 .. 123 124 125 126 127 128 < 129 > 130 131 132 133 134 135 .. 152 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed