Лекции.Орг
 

Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника


Фундаментальные частицы. Кварки



Классификация элементарных частиц все время сопровождалось поисками новых, более фундаментальных частиц, которые могли бы служить базисом для построения всех адронов. Гипотеза о существовании таких частиц, названных кварками, была высказана независимо друг от друга Дж. Цвейгом и Гелл-Манном (1964 г.).

Изначально модель Гелл-Манна — Цвейга постулировала существование трех типов кварков (и, d, s) и соответст­вующих антикварков ( , , ). Кварки имеют дробные электрические и барионные заряды, спин кварка равен ½. Обозначения и названия кварков соответствуют английским словам «up»- верхний, «down»- нижний, «strange» - странный.

Адроны строятся из кварковследующим образом: мезоны состоят из пары кварк — антикварк, барионы — из трех кварков (антибарион — из трех антикварков). Так, например, пион p+ имеет кварковую структуру , пион p , каон К+ , протон — uud, нейтрон — udd, S+-гиперон — uus, S0-гиперон — uds и т. д.

Кварки и антикварки никогда не были обнаружены в свободном состоянии — это объясняется явлением конфайнмента: для разделения элементарной частицы (адрона) на кварки требуется большая энергия чем, их масса покоя, так как кварки притягиваются тем сильнее, чем дальше они друг от друга.

Открытие в 1974 г. джей-пси-мезона (J/Y) массой около 6000 me со временем жизни примерно 10–20 с и спином, равным единице, привело к введению в модель нового кварка — так называемого с-кварка (от англ. charm - очарование).

В 1977 г. был открыт сверхтяжелый мезон массой около 20 000 me, который представ­ляет собой структуру из кварка и антикварка нового типа — b-кварка (является носи­телем сохраняющейся в сильных взаимодействиях величины, названной«красотой»(от англ. beauty)). Заряд b-кварка равен – 1/3. Предполагается, что существует и шестой кварк t с зарядом + 2/3, который называют истинным (от англ. truth — ис­тина).

В настоящее время признана точка зрения, что между лептонами и кварками существует симметрия: число лептонов должно быть равно числу типов кварков. Развитие теории Гелл-Манна привело к созданию стандартной модели, которая описывает электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц.

Рис. 4.5

Стандартная модельсостоит из следующих положений (рис 4.5):

1. Всё вещество состоит из 6 лептонов (электрон, мюон, тау-лептон, электронное нейтрино, мюонное нейтрино и тау-нейтрино), 6 кварков (u, d, s, c, b, t) и 12 соответствующих им античастиц.

2. Кварки участвуют в сильных, слабых и электромагнитных взаимодействиях; заряжённые лептоны (электрон, мюон, тау-лептон) — в слабых и электромагнитных; нейтрино — только в слабых взаимодействиях.

3. Частицами-переносчиками взаимодействий являются бозоны: 8 глюонов - переносчиков сильного ядерного взаимодействия, отвечающих за взаимодействие между кварками; 3 тяжёлых калибровочных бозона (W+, W, Z0) для слабого взаимодействия; один фотон для электромагнитного взаимодействия.

Кроме этого, стандартная модель предполагает существование бозона Хиггса с энергией покоя около 125 ГэВ (на рис. 4.6. не показан).

 





Дата добавления: 2015-09-20; просмотров: 80 | Нарушение авторских прав


© 2015-2017 lektsii.org.

Ген: 0.01 с.