Табл. 3. — Кварковый состав мезонов с J P = 0(­¯)

Частица Состав Частица Состав
+pñ h’
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-160917487.png
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-190977010.png
ccc̃
-p̃n+c
h
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-172541765.png
-
+ppc̃
n-nc̃
-pp̃c
+ñc

  Табл. 4. — Кварковый состав мезонов с J P = 1(­­)

Частица Состав Частица Состав
+pñ j ll̃
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-175881510.png
y cc̃
-p̃n+c
w
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-159362041.png
-
+ppc̃
n-nc̃
-pp̃c
+ñc

  В качестве иллюстрации в табл. 3 и 4, 5 и 6 приведён вытекающий из описанных представлений кварковый состав мезонов 0- и 1- и барионов 1/2+ и 3/2+ и его соответствие известным частицам (символы наблюдавшихся частиц подчёркнуты). Всюду в таблицах предполагается необходимое суммирование по цветам кварков. Как следует из таблиц, все обычные и странные адроны, которые должны существовать при заданной кварковой структуре, наблюдались экспериментально. Пока нет полных данных для адронов с Ch ¹ 0, однако изученные частицы полностью соответствуют указанной картине.

  Правильно передавая специфику адронов с наименьшими массами и спинами при заданных значениях Y и Ch, кварковая модель естественным образом объясняет также общее большое число адронов и преобладание среди них резонансов. Многочисленность адронов — отражение их сложного строения и возможности существования различных возбуждённых состояний кварковых систем. Не исключено, что число таких возбуждённых состояний неограниченно велико. Все возбуждённые состояния кварковых систем неустойчивы относительно быстрых переходов за счёт сильных взаимодействий в нижележащие состояния. Они и образуют основную часть резонансов. Небольшую долю резонансов составляют также кварковые системы с параллельной ориентацией спинов (за исключением W-). Кварковые конфигурации с антипараллельной ориентацией спинов, относящиеся к осн. состояниям, образуют квазистабильные адроны и стабильный протон.

  Возбуждения кварковых систем происходят как за счёт изменения вращательного движения кварков (орбитальные возбуждения), так и за счёт изменения их пространств. расположения (радиальные возбуждения). В первом случае рост массы системы сопровождается изменением суммарного спина J и чётности Р системы, во втором случае увеличение массы происходит без изменения JP. Например, мезоны с JP = 2+ являются первым орбитальным возбуждением (l = 1) мезонов с JP = 1-. Соответствие 2+ мезонов и 1- мезонов одинаковых кварковых структур хорошо прослеживается на примере многих пар частиц:

Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-161833934.png

  Мезоны r' и y' — примеры радиальных возбуждений r- и y-мезонов соответственно (см. табл. 1).

  Орбитальные и радиальные возбуждения порождают последовательности резонансов, отвечающие одной и той же исходной кварковой структуре. Отсутствие надёжных сведений о взаимодействии кварков не позволяет пока производить количественные расчеты спектров возбуждений и делать какие-либо заключения о возможном числе таких возбуждённых состояний.

  При формулировке кварковой модели кварки рассматривались как гипотетические структурные элементы, открывающие возможность очень удобного описания адронов. В дальнейшем были проведены эксперименты, которые позволяют говорить о кварках как о реальных материальных образованиях внутри адронов. Первыми были эксперименты по рассеянию электронов нуклонами на очень большие углы. Эти эксперименты (1968), напоминающие классические опыты Резерфорда по рассеянию a-частиц на атомах, выявили наличие внутри нуклона точечных заряженных образований. Сравнение данных этих экспериментов с аналогичными данными по рассеянию нейтрино на нуклонах (1973—75) позволило сделать заключение о средней величине квадрата электрического заряда этих точечных образований. Результат оказался удивительно близким к величине 1/2[(2/3 e)2+(1/3e)2]. Изучение процесса рождения адронов при аннигиляции электрона и позитрона, который предположительно идёт через последовательность процессов:

Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-194467814.png
 ® адроны, указало на наличие двух групп адронов, генетически связанных с каждым из образующихся кварков, и позволило определить спин кварков. Он оказался равным 1/2. Общее число рожденных в этом процессе адронов свидетельствует также о том, что в промежуточном состоянии возникают кварки трёх разновидностей, т. е. кварки трёхцветны.

  Табл. 5. — Кварковый состав барионов с J P = ½+(­­¯)

Частица Состав Частица Состав
p ppn
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-191928542.png
nnc
n pnn
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-118927515.png
pnc
pn
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-136125672.png
pc
+pp
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-112676582.png
nc
pn
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-177615564.png
pc
-nn
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-110517503.png
nc
p
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-103342658.png
c
-n
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-103486260.png
pcc
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-190591182.png
Ppc
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-136128773.png
ncc
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-118184721.png
pnc
Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) i-images-103461261.png
cc

Перейти на страницу:
Изменить размер шрифта: