Рефераты по Физике

Моделирование в физике элементарных частиц

Страница 16

Расчеты показывают, что силы, действующие между кварком и антикварком, действительно, начиная с $R_{кр} \approx 10_{-13}$см, перестают зависеть от расстояния, оставаясь на уровне огромной величины, близкой 20 т. На расстоянии R ~ 10-14 м цветные силы более чем в 100 тыс. раз больше электромагнитных.

Если сравнить цветную силу с ядерными силами между протоном и нейтроном внутри атомного ядра, то оказывается, что цветная сила в тысячи раз больше. Таким образом, перед физиками открылась новая грандиозная картина цветных сил в природе, на много порядков превышающих ныне известные ядерные силы. К сожалению, такие силы нельзя заставить работать как источник энергии.

Естественно, встает и другой вопрос: до каких расстояний R между кварками потенциальная энергия линейно растет с ростом R? Ответ простой: при больших расстояниях жгут силовых линий рвется, так как энергетически более выгодно образовать разрыв с рождением кварк-антикварковой пары частиц. Это происходит, когда потенциальная энергия в месте разрыва больше массы покоя кварка и антикварка. Процесс разрыва жгута силовых линий глюонного поля показан на рис. 10 в.

Такая качественная модель о рождении кварка-антикварка позволяют понять, почему одиночные кварки вообще не наблюдаются и не могут наблюдаться в природе. Кварки навечно заключены внутри адронов. При высоких энергиях жгуту может быть выгоднее разорваться сразу во многих местах, образовав множество $q \tilde q$-пар. Таким путем мы подошли к проблеме множественного рождения кварк-антикварковых пар и образованию жестких кварковых струй.

Чрезвычайно важно, что оба партнера пары имеют при этом одинаковый цветной заряд и такой же антизаряд, так что их пара независимо от ароматов кварков не имеет цвета.

Все кварки и антикварки имеют спин, равный 1/2h. Поэтому суммарный спин сочетания кварка с антикварком равен либо 0, когда спины антипараллельны, либо 1, когда спины параллельны друг другу. Но спин частицы может быть и больше 1, если сами кварки вращаются по каким-либо орбитам внутри частицы.

В табл. приведены некоторые парные и более сложные комбинации кварков с указанием, каким известным ранее адронам данное сочетание кварков соответствует.

Кварки

Мезоны

 

Кварки

Барионы

J=0

J=1

J=1/2

J=3/2

частицы

резонансы

Частицы

резонансы

$u \tilde d$

$\pi^+$ (пион+)

$\rho^+$ (ро+)

uuu

 

$\Delta^{++}$ (дельта++)

$\tilde u d$

$\pi^-$ (пион-)

$\rho^-$ (ро-)

uud

P (протон)

$\Delta^+$ (дельта+)

$u \tilde u - d \tilde d$

$\pi^0$ (пион0)

$\rho^0$ (ро0)

udd

N (нейтрон)

\Delta^0 (дельта0)

$u \tilde u + d \tilde d$

$\eta$ (эта)

$\omega$ (омега)

ddd

 

$\Delta^-$ (дельта-)

$d \tilde s$

$k^0$ (каон0)

$k^0*$ (каон0*)

uus

$\Sigma^+$ (сигма+)

$\Sigma^+*$ (сигма+*)

$u \tilde s$

$k^+$ (каон+)

$k^+*$ (каон+*)

uds

$\Lambda^0$ (лямбда0)

$\Sigma^0*$ (сигма0*)

$\tilde u s$

$k^-$ (каон-)

$k^-*$ (каон-*)

dds

$\Sigma^-$ (сигма-)

$\Sigma^-*$ (сигма-*)

$c \tilde d$

$D^+$ (дэ+)

$D^+*$ (дэ+*)

uss

$\Xi^0$ (кси0)

$\Xi^0*$ (кси0*)

$c \tilde s$

$D^+_s$ (де-эс+)

$D^+_s*$ (дэ-эс+*)

dss

$\Xi^-$ (кси-)

$\Xi^-*$ (кси-*)

$c \tilde c$

Чармоний

$J/\psi$ (джей-пси)

sss

$\Omega^-$ (омега-)

 

$b \tilde b$

Боттоний

Ипсилон

udc

$\Lambda^+_c$ (лямбда-цэ+)

 

$c \tilde u$

$D^0$ (дэ0)

$D^0*$ (дэ0*)

uuc

$\Sigma^{++}_c$ (сигма-цэ++)

 

$b \tilde u$

$B^-$ (бэ-)

$B*$ (бэ*)

udb

$\Lambda_b$ (лямбда-бэ)

 

Перейти на страницу:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19