ядерная физика

Октет барионов

n

p

Кварковая структура
мезона имеет вид:	Σ-	Λ0	Σ0	Σ+

qiqjqk

Ξ-

Ξ0

Закон сложения спинов кварков:

p (Jz=½)=√⅔u↑u↑d↓ -√⅓u↑u↓d↑

n (Jz=½)=√⅔d↑d↑u↓ -√⅓d↑d↓u↑

Декуплет барионов

-

0

+

++

Σ*- Σ*0 Σ*+

Ξ*- Ξ*0

Ω-

++ (Jz=³⁄ )= u↑u↑u↑

Ω- (Jz=³⁄ )= s↑s↑s↑

Массы и кварковый состав частиц

Цветные кварки

Цвет - новое квантовое число, позволяющее расположить на нижнем энергетическом уровне до трех кварков с совпадающими ароматами и проекциями спинов без противоречия с принципом Паули для фермионов. Адроны строятся из кварков различных цветов и сами цвета не имеют (бесцветные):

Ω-(Jz=³⁄ )= s↑s↑s↑

p(Jz=½)=(1/√18){2 u↑u↑d↓ + +2 u↑d↓u↑ +2 d↓u↑u↑ - - u↑u↓d↑ - u↓u↑d↑ - u↑d↑u↓ - - u↓d↑u↑ - d↑u↑u↓ - d↑u↓u↑ }

e=+⅔

e=-⅓

e=+⅔

e=-⅓

e=+⅔

e=-⅓

Проявление цвета кварков на опыте

Аннигиляция е+е- пар в адроны при высоких энергиях (Е=√s ) е+ + е- → q + q → адроны

R(s)=	σ(е+е-→адроны)	~3∑ei2
	σ(е+е-→ μ+μ-)
			i				сумма по ароматам
						число цветов кварков

3×((⅔)2+ (-⅓)2+ (-⅓)2+ (⅔)2+(-⅓)2)=11/3

		u,d,s					u,d,s,c,b
					u,d,s,c

3×((⅔)2+ (-⅓)2+ (-⅓)2)=2 3×((⅔)2+ (-⅓)2+ (-⅓)2+(⅔)2)=10/3

Возбужденные состояния кварков. Нуклонные резонансы.

-резонанс

Нуклон

1.232

Основное	Возбужденное
состояние	состояние

Возбужденные состояния кварков. Спектр чармония сс.

На малых расстояниях потенциал ведет себя как 1/r, а на больших (>10-13 см):

Элементарные частицы

Цвет - заряд нового типа (“цветовой”)

Глюоны - векторные бозоны, переносчики взаимодействия между цветовыми зарядами

Существует 8 способов переноса цвета кварков - 8 типов глюонов

(3×3-1=8)

Элементарные частицы

Квантовая

электродинамика

e1

γ

e2

U=e1e2/(4πr)

Квантовая

хромодинамика

gT1a

G

gT2a

U=αsT1a T2a f(r) f(r) ~ 1/r + C r

Элементарные частицы

q	q
	q
	G
q	q
	q

При разлете кварков на большие расстояния “струна”, связывающая кварки, “рвется”, и в месте разрыва образуется новая пара - кварк - антикварк.

В квантовой хромодинамике при увеличении расстояния цветовой заряд не убывает, а растет - ассимптотическая свобода.