Законы сохранения в мире частиц. Барионное и лептонное квантовое число. Странность. Частицы античастицы



Скачать 339.23 Kb.
страница3/3
Дата22.04.2013
Размер339.23 Kb.
ТипЗакон
1   2   3
8. Декуплет барионов с Jp=3/2+. Распады -резонансов.

Кварковая диаграмма нуклон-нуклонного взаимодействия.

В качестве последнего примера рассмотрим кварковую структуру еще одного супермультиплета барионов - декуплета с Jp=3/2+ (нижняя строчка выражения (9.10)). Этот декуплет показан на рис.9.9.



Рис. 9.9

Верхнюю строчку фигуры образуют частицы со странностью S=0. Эти частицы - всевозможные тройные комбинации из двух легчайших кварков - u и d. Всего возможны 4 таких комбинации. Они отличаются проекцией изоспина I3 и образуют изоспиновый квартет (I=3/2). Следующий ряд (S=-1) - это все комбинации из двух нестранных (u и d) кварков и одного странного (s). Возможны три таких комбинации. Они образуют изоспиновый триплет (I=1). Ниже (S=-2) - это ряд частиц, в состав которых входит два s-кварка. Таких частиц две - dss и uss - и они образуют изодублет (I=1/2). Наконец, самая нижняя частица - это -, состоящая из трех s-кварков. Очевидно, что изоспин этой частицы равен 0 (изосинглет).

Сопоставление рис. 9.7 и 9.9 показывает, что по сравнению с октетом барионов Jp=1/2+ в декуплете Jp=3/2+ появились частицы, состоящие из одинаковых кварков - ddd, uuu, sss. Эти частицы, расположившись в углах, превратили “шестиугольник” октета в “треугольник” декуплета. Вопрос о том, почему этих трех комбинаций одинаковых кварков нет в октете Jp=1/2+, мы отложим до лекции 10, где будет дано (на качественном уровне) изложение квантовой хромодинамики (КХД).

Остальные (неугловые) кварковые комбинации - это повторение комбинаций октета Jp=1/2+. Так кварковые комбинации декуплета udd и uud аналогичны нейтрону и протону. Отличаются же они от нейтрона и протона тем, что у обсуждаемых кварковых комбинаций декуплета Jp=3/2+(а не Jp=1/2+). То же можно сказать и о других общих кварковых комбинациях октета и декуплета. Экспериментальное исследование барионов декуплета показывает, что результирующий орбитальный момент кварков в нем L=0 и спины кварков параллельны (). Таким образом, полный момент частиц декуплета J=3/2. Четность P частиц декуплета находим, пользуясь правилом (9.13):
P(декуплет) = (-1)L=0 =+1. (9.14)

Итак, получаем для спина и четности декуплета Jp=3/2+.

Все общие (с октетом) кварковые комбинации декуплета есть возбужденные состояния (резонансы) соответствующих частиц октета. o-Резонанс - это возбуждение нейтрона, +-резонанс - это возбуждение протона и т.д. Звездочка (*) справа вверху в обозначении * и *-гиперонов декуплета отражает это обстоятельство.
Отсутствие же в декуплете частицы аналогичной частице октета с I=0 также объясняется особенностями КХД (Лекция 10).

Возбуждения нуклонов, отвечающие o и +-резонансам, состоят в перевороте спина одного из кварков, после чего спины всех кварков направлены в одну сторону. То же можно сказать и о возбуждениях и -гиперонов, отвечающих частицам * и *. Переворот спина кварка в нуклоне, как видно из массы нуклона и -резонанса, требует энергии около 300 МэВ. Именно этот тип трехкваркового возбуждения наблюдал в 1951 г. Ферми при рассеянии пионов на протонах (Лекция 8).

Кроме -, все частицы декуплета - резонансы. Они распадаются за 10-23 сек на соответствующий барион октета и -мезон. Так -резонанс распадается на нуклон и пион: +нуклон. Например, ++-резонанс распадается единственным способом

++ + + p. (9.15)

Для распада o-резонанса существует две возможности

o o + n, (9.16)

o - + p.

и так далее.

Кварковая диаграмма распада (9.15) имеет вид




Рис. 9.10

“Вилка” в правой части диаграммы возникла в результате рождения пары глюоном (рис. 9.11).





Рис. 9.11

Этот глюон был испущен одним из трех u-кварков ++-резонанса. Однако, как уже отмечалось выше, глюоны на диаграммах сильного взаимодействия обычно не рисуются (они лишь подразумеваются).

В заключение раздела изобразим на кварковом уровне диаграмму межнуклонного (ядерного) взаимодействия между нейтроном и протоном. Ранее (Лекция 5) мы изображали это взаимодействие как обмен -мезоном (рис. 9.12).




Рис. 9.12

Кварковая диаграмма такого обмена показана на рис.9.13.




Рис. 9.13

Мы видим, что ядерное взаимодействие - это некий остаток сильного (межкваркового) взаимодействия. Подобным образом межмолекулярные (или межатомные) силы - остаток более фундаментальных электромагнитных сил.
1   2   3

Похожие:

Законы сохранения в мире частиц. Барионное и лептонное квантовое число. Странность. Частицы античастицы iconЗаконы сохранения; общие свойства одномерного движения; колебания; движение в центральном поле; система многих взаимодействующих частиц; рассеяние частиц; механика частиц со связями, уравнения Лагранжа
Галилея и Эйнштейна; нерелятивистские и релятивистские уравнения движения частицы
Законы сохранения в мире частиц. Барионное и лептонное квантовое число. Странность. Частицы античастицы iconЗаконы и теоремы динамики системы частиц
Пусть имеется система, состоящая из частиц. Все силы, действующие на частицы системы, можно разделить на внешние и внутренние: -сила,...
Законы сохранения в мире частиц. Барионное и лептонное квантовое число. Странность. Частицы античастицы iconЗаконы сохранения в электричестве 4 Законы сохранения фундаментальные законы природы 4 Примеры решения задач 5
Законы сохранения являются наиболее фундаментальными законами природы. В электростатике и электродинамике при решении задач используются...
Законы сохранения в мире частиц. Барионное и лептонное квантовое число. Странность. Частицы античастицы iconМир античастиц
И так далее. При взаимодействии частицы и парной ей античастицы происходит их взаимная аннигиляци — обе частицы прекращают свое существование,...
Законы сохранения в мире частиц. Барионное и лептонное квантовое число. Странность. Частицы античастицы iconРеакция распада электрона по схеме невозможна вследствие невыполнения закона сохранения …
Элементы ядерной физики и физики элементарных частиц 3 Законы сохранения в ядерных реакциях
Законы сохранения в мире частиц. Барионное и лептонное квантовое число. Странность. Частицы античастицы iconОсновные понятия и законы химии
Формульные единицы в химии – это реально существующие частицы, такие, как атомы (К, С, О) молекулы (Н2О, со2), катионы (К+,Са2+),...
Законы сохранения в мире частиц. Барионное и лептонное квантовое число. Странность. Частицы античастицы iconСистемы частиц и твёрдых тел
Все возможные факторы, влияющие на поведение частицы, должны учитывать законы движения
Законы сохранения в мире частиц. Барионное и лептонное квантовое число. Странность. Частицы античастицы iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по специальности
Движение материальной точки и системы материальных частиц в механике Ньютона. Интегралы движения и законы сохранения. Движение в...
Законы сохранения в мире частиц. Барионное и лептонное квантовое число. Странность. Частицы античастицы iconТема 1-3 курс
Законы сохранения Вывести законы сохранения в классической механике и классической теории поля из принципа инвариантности действия...
Законы сохранения в мире частиц. Барионное и лептонное квантовое число. Странность. Частицы античастицы iconО законах сохранения энергии
При этом суммарная кинетическая энергия частиц целиком переходит во внутреннюю энергию q образовавшейся частицы Отсюда с учетом формулы...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org