+3 8(066) 185-39-18
fПредмет:
Тип роботи:
Інше
К-сть сторінок:
47
Мова:
Українська
тому в них В = 0. Для баріонів маємо (скорочено): р = uud; n = udd; Λ° = uds, Σ+ = uus , Σ° = uds, = dds, Ω - = sss. Цікаво, що в більшості баріонів присутні пари однакових кварків, а в гіперона Ω- усі три кварки однакові. Гіперони Λ° і Σ0 мають однакову кваркову структуру, бо кварк може перебувати в різних спінових станах. Позаяк спін Ω- дорівнює 3/2, а всі три s-кварки перебувають в однаковому спіновому стані, то згідно з принципом Паулі кварки повинні відрізнятися один від одного якимось додатковим параметром. Так було введене нове квантове число кварків - колір, яке набуває трьох значень: жовтий, синій, червоний. Звичайно, цей колір не має жодного відношення до барв у природі. Певний тип кварків u, d і s все частіше називають ароматом. Аромат це різновидність, індивідуальність кварка. Кварки відрізняються один від одного за кольором й ароматом. Кольори антикварків - антижовтий, антисиній, античервоний.
У склад якогось баріона входять кварки тільки різних кольорів. Суттєвим є те, що в кожному баріоні перемішані три основні кольори спектра. Тому вони можуть розглядатися як "безколірні" об'єкти (суміш їх дає білий колір). Мезони також безколірні об'єкти, бо кольори кварка й антикварка в мезоні як доповняльні взаємноскомпенсовані. Також і в баріонів. Гіпотеза безколірності передбачає певні правила комплектування баріонів і мезонів із кварків, які автоматично виключають комбінації із двох і чотирьох кварків: з них не можна скласти білі кварки.
Взаємодія кварків сильна, бо інакше адрони легко можна було б розщепити на кварки. Існування їх остаточно підтвердилося відкриттям т. зв. зачарованих частинок.
Зачаровані частинки
У 1974 році в США виявлено народження нової частинки - джей-псі - мезона (j / Ψ) . Її маса 6000те, час життя 10-20с, спін дорівнює 1, частинка нейтральна. Позаяк J / Ψ -мезони живуть відносно довго, то вони нагадують собою дивні частинки, час життя яких також здовжений. Ця обставина так само як у випадку дивних частинок вказує на заборону за якимось новим квантовим числом, порушення закону збереження якого запобігає розпаду мезонів. Відтак було введене квантове число С, що отримало назву очарування. Носієм очарування став ще один кварк (с-кварк). У кварковій моделі очарування С визначається числом кварків с і антикварків . Як дивність і парність, очарування зберігається в сильних і електромагнітних взаємодіях, але не зберігається при слабких. Закон збереження очарування пояснює тривале існування J / Ψ-мезона. Електричний заряд с-кварка дорівнює 2/3.
Майже водночас з відкриттям J / Ψ -мезона було встановлено, що ця частинка є тільки одним із збуджених рівнів (найпомітнішим) системи, яку назвали чармоній. Ця зв'язана структура зачарованого с-кварка й антикварка (с ) нагадує собою позитроній. Чармоній може розпадатися як на адрони, так і на лептони, причому ймовірність розпаду на адрони тільки на один порядок вища за ймовірність розпаду на лептони. Виходить, у розпаді чармонію на адрони проявляється особлива, дуже слабка форма сильної взаємодії. Були відкриті також зачаровані баріони. Очарування системи сc дорівнює нулю, вона володіє т. зв. прихованим очаруванням. Мезони з явним очаруванням були відкриті у 1976 році. Це D0 - мезон (стуктура сd). Їх властивості були узгоджені з гіпотезою зачарованого с-кварка. В 1977 році було відкрито F+ -мезон (структура сs), що володіє поруч з очаруванням і дивністю. Відкриття зачарованих частинок стало експериментальним підтвердженням існування в природі с-кварка, а заодно обґрунтуванням кваркової моделі в цілому.
З урахуванням очарування супермультиплети адронів набувають вигляду об'ємних тіл у просторі (в системі координат І3YС, де С-очарування). Зображені на рис.105-107 супермультиплети являють собою переріз таких самих многогранників площиною С=0. На рис.110 показано многогранник, що відповідає мезонному супермультиплету із п'ятнадцяти мезонів.
Між кварками в адронах існує сильне силове поле, що забороняє розщеплення їх на кварки, які утворюють адрони. Теорію цих взаємодій назвали квантовою хромодинамікою ("хромос"-колір). Відповідно до її основних ідей кварки взаємодіють, обмінюючись особливими частинками, що дістали назву глюони. Глюони - безмасові векторні частинки, які мають “кольоровий заряд" - нагадують собою фотони - у них відсутній електричний заряд і маса спокою. В процесі обміну глюонами кварки змінюють свій колір, але не аромат, сам аромат при цьому залишається весь час безколірним. Колір-основа ознака кварка в сильних взаємодіях. На відміну від фотонів, глюони взаємодіють один з одним, подібно до кварків у вільному стані глюони не бувають. Взаємодія безколірних адронів зводиться до первинних кольорових міжкваркових взаємодій. Потужні сили, що діють між адронами, - лише слабкий відголос тих сил, які діють між кварками усередині окремого адрона.
Адрони беруть участь і в слабких взаємодіях. Коли стикаються два енергійні адрони, їх кварки не вилітають, а перетворюються на інші нуклони або π-мезони. З аналізу дослідів із розсіювання адронів один на одному вдалось установити, що при зближенні кварків, взаємодія між ними зменшується. Коли відстань між кварками стає більшою за радіус адрона, притягання між ними різко зростає, так що вони не можуть віддалитись один від одного на великі відстані незалежно від їх енергії при зіткненні. Ці взаємодії здійснюються кварками, з яких складаються адрони. Якщо в сильних