irodov_2 (523134), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Такое поведение Гиперонов представлялось странным. Оказалось также, чтО Гипероны В этих процессах рождаются н8 пОодиночке, а тОлькО парами. Например, при столкнОвении ПРОТОНОВ: р + р -+ р + Ас + К', (9.5) причем Л -гиперон появляется только совместно с К -мезоном или с Е'-гипероном, но никогда не появляется вместе с К -мезоном или Х -Гипероном. Гипероны и К-мезоны назвали странными чи,сл~пЦпл~и. После рождения эти частицы медленно и независимо друГ От друГа распадаются зй счет слабо~о Взаимодействия.
Для количественного описания парного рождения и медленного распада странных частиц было введено квантовое число 8 — странность. Поведение странных частиц можно объяснить, если считать, что частицы Ао, Х и К имеют странность 8 = — 1, частицы Š— 8 = — 2 и Й -гиперон — 8 = — 3. У соответстВ~чОщих античастиц странность ОдинакОВЙ пО модулю, но про- ТИБОПОЛОЖНЗ, ПО ЗНаку. При этом странность в сильных и Электромагнитных взаимодействиях сохраняется, а в слабых может меняться на +1.
б 9.7. Кварковая модель адронов Кварки Большое разнообразие адронов заставило усомниться в их «элементарности» и побудило к поиску более фундаментальных, первичных частиц, из которых они могли бы быть построены. В настоящее время внутренняя структура не обнаружена только у фотона и лептонов.
А составной характер адронов уже доказан (теоретически и подтвержден экспериментально). Первоначально гипотеза о том, что все адроны построены из частиц, названных кваркажи, была выдвинута Гелл-Манном и Цвейгом в 1964 г. На основе кварковой гипотезы была не только понята структура уже известных адронов, но и предсказано существование новых. Ниже кварковая модель адронов будет прОДстйзл8ни В сВО8м сОВРОменнОм ВБДО. Е настоящему Времени установленО существование пяти типов (или ароматов) кварков: и, Ш, з, с, Ь. Все кварки имеют спин 1/2 и барионный заряд В = 1/3. Остальные свойства этих частиц (т. е.
соответствующих квантовых чисел) приведены в табл. 9.4. Таблица 9.4 Шарм (очарование) С Странность 8 Красота Ь Кварк 1 2/3 -1/3 -1/3 2/3 -1 /3 1 О Таким образом, кварки разительно отличаются от всех известных до сих пор частиц дробностью своих зарядов 9 и В. Еварк 8 являются нОсителем ст~Раииости, с — шщРжа (Очарования) Ь вЂ” красоты. Соответствующие антикварки отличаются от кварков знаками зарядов 9, В, 8, С и Ь. Сравнивая заряды кварков с зарядами мезонов и барионов, мы приходим к Выводу, что Каждый мезон является парой кварк-антиквйрк, а Каждый бйрион состоит из трех квйрков. Действительно, только кварк — антикварк имеет В = О и только три кварка образуют частицу с полуцелым спином и барионным зарядом В = 1.
В табл. 9.5 приведен кварковый состав некоторых адронов, спин которых указан в скобках. «Ориентация» спинов кваркОВ и Йнтикварков здесь показаны условно стрелками. Таблица 9.5 ид(1И) ' исЫ( Заметим попутно, что истинно нейтральный ~ -мезон состоит из таких же кварка и антикварка. Но он представляет собой суперпозицию состояний ии и ~И, находясь с равной Вероятностью В ОДнОм или ДРУГОМ сОстОЯнии. Из табл. 9.5 видно, что Й -гиперон состоит из трех з-кварков с параллельными спинами (подобная ситуация имеет место и в случае некоторых друГих адронов). Это Оказывается несовместимым с принципом Паули, который запрещает одинаковым ЧЙСТИЦВМ С ПОЛУЦВЛЫМ СПИНОМ БВХОДИТЬСЯ В ОДНОМ И ТОМ ЖВ СОСТОЯБНИ.
Чтобы устранить это противоречие, было выдвинуто предположение о наличии у кварков некой внутренней степени свободы, из-за которой кВарки ОднОГО типа (аромата) моГут Отличаться друг от друга. Эту степень свободы назвали цветом. Еаждый тип (аромат) Кварка характеризуют Тремя цветами: красный, зеленый и голубой.
Их смесь бесцветна. Цвет каждо- ГО Йнтикварка считается дополнительным цВету кварка, так что пара кварк — антикварк также бесцветна. Противоречие с принципом Паули было устранено с помощью принцииа бесцветности адронов. Этот принцип разрешает ВОзмОжными тОлькО те сочетания кварков разных цВетов, смесь которых бесцветна. Так, согласно этому принципу Й -гиперОн сОстоит из трех 8-кварков разных цветов, смесь котОрых ЭД6м6ктзрБы8 'чзстицье бесцветна. Поскольку кварки разных цветов неодинаковы, то кварковая структура Й -гиперона не будет противоречить принципу Паули.
Антикваркам присвоили антицвета, каждый из которых является дополнительным к своему цВету, тйк что комбинации цвет — антицвет считаются бесцветными. По современным представлениям сильные взаимодействия осуществляются путем обмена между кварками безмассовыми частицами — ~люоййм~. Глюоны являются квантами поля, которое кварки создают и которое нй них же и Воздействует. Кроме того, они еще являются и переносчиками цвета. Поэтому при испускании и поГлощении Глюонов цвет кварков изменяется, но их аромат при этом сохраняется. Например, и-кварк не превращается В з-кварк. Таким образом, согласно Модели ~ее~йь6~ кворкое, ние, не нарушая бесцветности адронов, беспрестанно изменяют В них сВОю Ок,$жск7.
Успешная классификация адронов на основе кварковой моДели — это веский аргумент В ее пользу. То же следует сказать о об опытах по прямому просВечиВанию нуклонов и ДРУГих адронов электронами высоких энергий. Анализ полученных результатов привел к заключению, что внутри адронов электроны рйссеиваютоя нй точенных частицах с электрическими зарядами +2/3 и — 1/3, причем эти частицы (кварки) ведут себя как бесструктурные точечные элементы.
Необычное поведение кварков. Многочисленные поиски свободных кварков оказались безуспешными. По-видимому, в свободном состоянии кварки не существуют, и это свидетельствует о необычных свойствах сил взаимодействия между кварками. А именно, согласно одной из гипотез сила взаимодействия между кварками не убывает с увеличением расстояния между ними, чем кварки резко Отличаются От Всех ДРУГих чйстиЦ. Поэтому при неубывающей с расстоянием силе, связывающей кварки в адроне, нужно затратить неограниченно большую энергию, чтО- бы вырвать кварк из адрона. Такое поведение кварков обусловлено тем, что все глюоны, которые кварки испускают, сосредотачиваются только вблизи прямой, проходящей через кварки, образуя узкую трубку глюонного поля.
Так как при этом глюОнное БОло ~не Рассеиваетсиэ в окружа1ОЩом пРОстРЙнстве, ТО Теперь, имея в виду, что Е~ — рз = тз согласно (П. 3'), вычтем (2) из (3). В результате получим: Р 9 ш О н и 8. ИДи ОДинйеОВых ЗБОДГиЯх ~-КВзнт0В тДО~ГОльник имп~льсОВ ДзнЯОР0 Щ)ОЦОссй б~Д8т $33.ВН0- сторонним (Рис. 9.3).
По теореме косину- СОВ (2) Выразим импульс р, через К,. Согласно (П.б') р~ = К,(К, + 2т,). (3) Подставим затем в исходную Формулу (1) выражения для у„из (2), а также (3). Тогда К,(К, + 2т,) = (К, + 2т,)~ 1+ с080 2 Учитывая, что 1 + сов О = 2сов~(О/2), получим в резульгате О СОЗ вЂ” = 2 Основные соотношения релятивистской динамики Вывод ормулы 2Л Соотношения между единицами некоторых величин Формулы некоторых величин в Гауссовой системе и в СИ Массы легких нуклидов Греческий ал авит Периодическая система элементов ° И.
Менделеева Таблица элементарных частиц Некоторые изические константы кОсти рисунка ДВЙствительн01 Му ' ЖГИ,р ЛР" ф, гдВ у,~ проекция скорости частицы на Орт 8(рр перпендикулярный радиусу-вектОру Г. Ыомент силы, действующий на налетающую частиЦу (Относительно ЯДра До) все времЯ равен нулю. Поэтому момент М, сохраняется и равен своему первоначальному значе- Ьр, ~ Ь,. Теперь проинтегрируем (П.З) по у от 0 до я — О. В результате Получим: СОБ— Ио ЬУО 2 Из сопоставления (П.9) с (П.б) получаем искомое соотношение: ~П.10) где, напомним, Ь вЂ” прицельный параметр, К вЂ” кинетическая знергия налетающей частицы вДали от ядра.
3. Соотношения между единицами некоторых величин 5. Массы легких нуклидов Избыток МаСС~ ~УК- лида Ы-А, Нуклид Букли д О,ОИ43 2н Зн Примечание. Здесь Ы вЂ” масса иуклида 3 И.6.ые, А. — массОВОе числО. 6. Греческий алФавит 11С 12С 13(~ "И 14~д 15~ 150 О,ОО335 О,ОО574 О,ОО307 О,ООО11 О,ООЗО7 — О,О0509 -о,ооо87 -о,ооыо ~ — О,ОО756 НОИДЫ ввО и Но ввЕзг вв ж жв л Еи ГОЛ ЬМИЙ ЭРБИЙ тУЛИй ИГГЕ ЬИй ЛЮТЕЦИЙ ДИСПРОЗИЙ 154 9394 И7 2б 168 9342 173 Ф4 174 967 НОИДЫ (НОБЕЛИЙ) ТЕРБИЙ 1539254 БЕРХЛИЙ ~247) КАЛИФОРНИЙ 25Ц ЭЙНШХЕЙНИЙ 1254 1ввР 1аМ И1 О) ~ЛОУРЕНСИ ! Решение уравнения (6.2) проводят методом разделения переменных с учетом естественных требований, налагаемых на у-функцию: она должна быть однозначной, конечной, непрерывной и гладкой. В процессе решения обнаруживается, что этим требованиям можно удовлетворить при любых положительных значениях энергии Е, но В области отрицательных значений Š— только при дискретных значениях Е, а именно, если в=1,2, 3, ...
Этот случай (Е < О) для нас представляет особый интерес, поскольку Он соотВетствует сОязаккым состолкиям электрона (электрону в атоме). Таким образом, последовательное решение уравнения Шредингера приводит в случае Е < О к формуле (6.4) для энергетических уровней — без использования каких-либо дополнительных постулатов (в отличие от первоначальной теории Бора). Ероме того, совпадение с формулой (2.25) означает, что мы пришли к той же самой системе энергетических уровней (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
