Законы сохранения зарядов

У элементарных частиц имеется пять зарядов :

электрический Q; барионный В;

три лептонных Le, L , L

все заряды имеют только целочисленные значения. Для них существуют законы сохранения:

Электрического заряда. Для электронов протонов и др. заряженных частиц

Барионного заряда. Барионам приписывается заряд :

1 для барионов (нуклонов и гиперонов)

В 1 для антибарионов

У всех остальных частицах B=0

21

В процессах с барионами и антибарионами суммарный барионный заряд сохраняться - закон сохранения барионного

заряда.

Лептонного заряда. Лептонам приписывается заряд :

e,

;

,

;

,

)

1для лептонов (

e

Le L L

;%

)%

1для антилептонов (

,

e,% ;% ,

e

Для всех остальных частиц лептонные заряды равны нулю.

Странность (S). Странные частицы - гипероны и К- мезоны. Возникают парами (только вместе) и затем медленно и независимо друг от друга распадаются за счет слабого взаимодействия, хотя появляются в результате сильного. Для них введено квантовое число – странность S.

22

Таблица барионных зарядов и странности

Для соответствующих античастиц заряды имеют противоположные знаки

Шарм (очарование) (C), красота (прелесть) (b). Сохраняются в сильных и слабых взаимодействиях

23

Изотопический спин. Приписывается частицам, которые в отсутствии электрических зарядов и слабых взаимодействий, одинаковы.

Изотопический дуплет n и p

- различные состояния одной и той же частицы (нуклона)

Аналогично	изотопический триплет

Общее название - зарядовые мультиплеты, им приписывается изотопический спин ( T ) с законом сохранения.

У нуклонов T=1/2, у -мезонов T=1

Изотопический спин – внутренняя характеристика частиц близких по своим свойствам, исключая электрические заряды

24

Кварковая модель адронов

Разнообразие адронов побудило выдвинуть гипотезу (Гелл- Манном и Цвейгом в 1964 г), что они состоят из более фундаментальных частиц кварков. Гипотеза позволила обяснить структуру известных адронов и предсказать новые.

Установлено пять типов (или ароматов) кварков: и, d, s, с, d. Кварки имеют спин 1/2 и барионный заряд В = 1/3 и еще:

Антикварки отличаются от кварков знаками зарядов

25

Кварковый состав некоторых элементарных частиц

- гиперон состоит из 3-х s-кварков с паралельными спинами

– нарушение принципа Паули.

Для его устранения введено понятие внутренней степени свободы кварков, которая вносит отличия в кварки одного типа

цвет.

Аромат кварка характеризуют тремя цветами:

красный, зеленый и голубой.

Смесь бесцветна.

- гиперон состоит из 3-х s-кварков разных цветов.

26

Сильные взаимодействия осуществляются путем обмена между кварками безмассовыми частицами - глюонами.

Глюоны - кванты поля, которое кварки создают и которое на них же и воздействует, являются и переносчиками цвета.

При испускании и поглощении глюонов цвет кварков изменяется, но тип сохраняется.

Экспериментально свободные кварки еще не наблюдались , также как и глюоны.

27