Кварковая модель адронов

 

В последние годы увеличение числа элементарных частиц происходит в основном вследствие расширения группы адронов. Поэтому развитие работ по их классификации все время сопровождалось поисками новых, более фундаментальных частиц, которые могли бы служить базисом для построения всех адронов. Гипотеза о существовании таких частиц, названных кварками, была высказана независимо друг от друга (1964) австрийским физиком Дж. Цвейгом (р. 1937) и М. Гелл-Манном. Согласно модели Гелл-Манна - Цвейга, все известные в то время адроны можно было построить, постулировав существование трех типов кварков (и, d, s) и соответст­вующих антикварков ( ), если им приписать характеристики, указанные в таблице 1 (в том числе дробные электрические и барионные заряды). В 1974 г был открыт с-кварк. Самое удивительное (почти невероятное) свойство кварков связано с их электрическим зарядом, поскольку еще никто не находил частицы с дробным значением элементарного электрического заряда. Спин кварка равен 1/2, поскольку только из фермионов можно «сконструировать» как фермионы (нечетное число фермионов), так и бозоны (четное число фермионов). Основные свойства этих кварков приведены в таблице 1 .

Адроны строятся из кварков следующим образом: мезоны состоят из пары кварк — автикварк, барионы — из трех кварков (антибарион — из трех антикварков). Taк, например, пион p+ имеет кварковую структуру u , пион p- - d, каон K 0 - d , протон — uud, нейтрон — udd, S+-гиперон - uus, S0-гиперон

- u,d,s и т. д. Кварковая модель оказалась весь­ма плодотворной, она позволила определить почти все основные кварковые числа адронов. Например, из этой модели, поскольку спин кварков равен ½, следует целочисленный ( нулевой) спин для мезонов и полуцелый — для барионов в полном соответствии с эксперимен­том. Кроме того, эта модель позволила предсказать также и новые частицы, например W--гиперон. Однако при использовании этой модели возникают и трудности. Квар­ковая модель не позволяет, например, определить массу адронов, поскольку для этого необходимо знание динамики

 

Таблица 1

 

Кварк (анти- кварк) Электрический заряд В единицах е Барионное число Спин, в единицах Странность S  
    +2/3 (-2/3 -1/3 (+1/3) -1/3 (+1/3) +2/3 (-2/3)     +1/3 (-1/3) +1/3 (-1/3) +1/3 (-1/3) +1/3 (-1/3)     1/2 1/2 1/2 1/2   -1 (+1) -1 (+1)

взаимодействия кварков и их масс, которые пока неиз­вестны.

В настоящее время признана точка зрения, что между лептонами и кварками существует симметрия: число лептонов должно быть равно числу типов кварков. В 1977 г. был открыт сверхтяжелый мезон с массой около 20000me, который представ­ляет собой структуру из кварка и антикварка нового типа - b-кварка (является носи­телем сохраняющейся в сильных взаимодействиях величины, названной «прелестью» (от англ. beauty)). Заряд b-кварка равен -1/3. Предполагается, что существует и шестой кварк t с зарядом +2/3, который уже решено назвать истинным (от английского truth – истина), подобно тому, как с-кварк называют очарованным, b-кварк – прелестным. Является ли схема из шести лептонов и шести кварков окончательной или же число лептонов ( кварков) будет расти, покажут дальнейшие исследования.

 

 








Дата добавления: 2015-07-18; просмотров: 951;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.