Техника - молодёжи 1978-01, страница 40
Б А ПРОТОН (Р) - U U Р И □ нейтрон (п) u d н ы ЛЯМБДА-БАРИОН (Л) u d ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗЛРЯД-г'З S 4 . электрический заряд странность = о*о-1 - - 1 электрический заряд "! -3-3=° Частицы, взаимодействующие между собой посредством «сильных» сил и имеющие полуцелый спин, называются барионами. Все барионы построены из трех кварков разного цвета. Свойства барионов: заряд, странность, спин и другие — складываются из свойств составляющих их кварков. жительно заряженное облако с плавающими внутри его отрицательно заряженными электронами. Изучая рассеяние а-частиц, Резерфорд обнаружил внутри атома резко ограниченный центр — ядро. Но если по аналогии с атомом предположить, что протоны, а также и все остальные адроны — какие-то составные объекты, то возникает естественный вопрос: а как же они устроены? Как это ни удивительно, но ключом, позволившим ученым разобраться в сложной внутренней структуре адронов, оказалась их многочисленность... Если взглянуть на таблицу известных адронов, то впечатления простоты не возникает. Однако упорядоченность все же существует. Подобно тому как все элементы таблицы Менделеева можно разделить на большие группы похожих между собой по своему химическому поведению элементов, все адроны также удалось разбить на большие группы, так называемые супермуль-типлеты. Группировка адронов в су-пермультиплеты включала восемь параметров, или, как их принято называть, квантовых чисел. Эта классификация получила название восьмеричного пути. В каждом супермультиплете частицы имели одинаковое значение вектора спинового углового момента или просто спина. Ведь согласно правилам квантовой механики частица или система частиц может находиться лишь в некоторых вращательных состояниях, поэтому ее Сильно взаимодействующие частицы с целочисленным спином — мезоны. Мезон строится из нварна и антикварка одного цвета. (Антикварии обозначаются теми же символами, что и кварки, но с черточкой наверху.) Считается, что мезоны как бы непрерывно меняют свои цвета так, что в целом остаются бесцветными. угловой момент может принимать только вполне определенные значения. Для измерения спина частиц используется единица измерения, примерно равная 1,5X10-27 эрг-с. Тогда спин всех частиц получится равным целому или полуцелому числу. Адроны с полуцелым спином, таким, как '/г или 3/2, были названы барионами (сюда относятся протон, нейтрон и многие другие частицы). Адроны, спин Которых равен целому числу — 0 или 1, — называются мезонами. Различие частиц по спину чрезвычайно важно: от того, имеет частица целый или полуцелый спин, существенным образом зависит ее поведение. Для частиц с полуцелым спином, таких, как электрон, должен выполняться принцип запрета Паули, в то время как для частиц с целым спином такого ограничения нет. Кроме того, частицы различаются также по электрическому заряду и странности. Странностью согласно причудливой терминологии, принятой в этой области физики, было названо квантовое число, введенное для описания некоторых адронов, обнаруженных в 1950 году. Эти частицы отличались от своих со- МЕЗ 5Г МЕЗОН u d братьев необычайно большим временем жизни — от 10~10 до 10 7 с (обычно же адроны распадаются примерно за 10—23 с). Восьмеричный путь позволил не только упорядочить известные в начале 60-х годов частицы, но и предсказать существование новой — отрицательно заряженной омега-час-тицы, которая действительно была открыта в 1964 году. Более того, все адроны без исключения попадали в соответствующее семейство. Красота и упорядоченность такого построения вызывала заслуженное восхищение, однако в целом картина выглядела довольно загадочной. Ведь должны же были существовать внутренние причины такого упорядочения? Тогда и возникло предположение о существовании более мелких «кирпичиков», скрепляющих все строение. В 1963 году два американских физика—Мюррэй Гелл-Манн и Джордж Цвейг независимо друг от друга предложили гипотезу, согласно которой все адроны должны состоять из более простых частиц — кварков. Барионы — из трех кварков, а мезоны — из двух — кварка и антикварка. Несмотря на обилие адронов, оказалось, что для построения всех частиц этого класса достаточно иметь только три типа, или, как теперь говорят, три аромата кварков: и — кварк (up) «верхний», d — кварк (down) «нижний» и s — кварк (sideways) «боковой», или, как чаще говорят, strange — «странный». Казалось, наконец-то найдены «настоящие» элементарные частицы, из которых состоят адроны. Если обратиться к историческим аналогиям, то, по мнению физиков, гипотеза су- □ н ы К° - МЕЗОН ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД=§-+5 = 1 СТРАННОСТЬ = о ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД="4<-^=0 СТРАННОСТЬ = 0 + 1 = + 1 38 |
