Адроны

Известны две формы существования материи как объективной реальности вещество и поле. Вещество — материальное образование, состоящее из элементарных частиц, имеющих собственную массу, или массу покоя. К элементарным частицам с конечной массой покоя относятся электроны и позитроны (лептоны), протоны, нейтроны (нуклоны), гипероны и другие тяжелые частицы (барионы). Промежуточные по массе частицы между лептонами и нуклонами называются мезонами. Мезоны и барионы вместе именуются адронами. Все вещества в конечном итоге состоят из атомов, следовательно, из электронов, протонов и нейтронов. [c.5]

Допущение, что адроны составлены из 3 кварков, было сделано в 1964 ( . Цвейг и независимо от него М. Гелл-Ман). В дальнейшем в модель строения адронов (в частности, для того чтобы не возникало противоречия с принципом Паули) были включены еще 2 кварка - очарованный (с) и красивый (Ь), а также введены особые характеристики кварков - аромат и цвет . Кварки, выступающие как составные части адронов, в свободном состоянии не наблюдались. Все многообразие адронов обусловлено разл. сочетаниями и-, -, i-, с- и -кварков, образующих связные состояния. Обычным адронам (протону, нейтрону, л-мезонам) соответствуют связные состояния, построенные из и- и -кварков. Наличие в адроне наряду с м- и -кварками одного i-, с- или -кварка означает, что соответствующий адрон - странный , очарованный или красивый . [c.470]

Кварковая модель строения адронов подтвердилась в результате экспериментов, проведенных в кон. 60-х - нач. [c.470]

Элементарные частицы представляют собой мельчайшие известные частицы материи, слагающие атомы химических элементов. Число элементарных частиц по современной физической теории близко к 300 (вместе с античастицами). Большая часть их неустойчива и подвергается распаду в стабильные частицы. Сам термин элементарная частица в значительной мере условен, поскольку не существует четкого критерия этого понятия. Многие элементарные частицы (адроны) имеют сложную внутреннюю структуру и, как предполагают, состоят из кварков. [c.27]

Таблица 1.1. Свойства адронов с малой массой

Насколько хорошо в рамках такого подхода можно описать ядерные явления при энергиях ниже 1 ГэВ Ответу на этот вопрос и посвящена настояш ая книга. На первый взгляд далеко не очевидно, что такой подход может быть успешным, так как существует трудность, состоящая в том, что радиусы адронов, получаемые из электромагнитных исследований, близки к 1 Фм. С другой стороны, среднее расстояние между нуклонами внутри ядра равно с = 1,8 Фм. Это означает, что, по-видимому, нуклоны часто перекрываются в ядрах. Если это так, то не изменяются ли свойства нуклонов настолько, что само представление о нуклонах как о составляющих ядра становится сомнительным Однако на протяжении всей этой книги мы будем с удивлением убеждаться в том, что эффекты, связанные с размером адронов, в интересующей нас области не важны. Этот парадокс приводит нас к необходимости более тщательного исследования понятия радиус адрона мы придем к заключению, что размер адрона зависит от природы инструмента, которым он измеряется. [c.12]

Систематическое теоретическое введение в КХД ц структуру адронов изложено, например, в [c.17]

Пионные явления в ядрах определяются физическими особенностями лМ-рассеяния в области около порога, с одной стороны, и в области Л-резонанса, с другой. Цель данной главы состоит в описании этих явлений на языке пиона, нуклона, А(1232) и р-мезона в качестве основных степеней свободы. Мы построим точные феноменологические модели, которые в то же время не содержат несущественных усложнений. В этом подходе мы следуем философии, изложенной в гл. 1 лН-взаимодействие в интересующей нас области исследуется с грубым разрешением по энергии и импульсу. Не удивительно, что в этом подходе достаточно рассматривать пион как бесструктурный объект. Внутренняя структура нуклона проявляет себя в основном в появлении Д(1232). Этот подход, использующий в качестве составных частей массы адронов (пиона — Шл, нуклона — М и Л — Мд) и адронные константы связи (такие как пион-нуклонная константа связи), оказался удивительно успешным. Мы не будем предпринимать никаких попыток ввести в рассмотрение богатую структуру згН-взаимодействия в области нескольких ГэВ, которая не имеет прямого отношения к данному вопросу. [c.19]

В этой главе мы увидели, что яК-взаимодействия могут быть успешно описаны в терминах пиона, нуклона, изобары и мезона, рассматриваемых как "элементы" модели. Такая феноменология количественно объясняет большинство эмпирических данных при низких и промежуточных энергиях. Результаты настоящей главы, относящиеся к описанию системы яЫ, указывают на то, что перечисленные адронные степени свободы также являются неотъемлемыми элементами моделей, объясняющих природу взаимодействия пионов в ядрах. [c.50]

Дополнительные ограничения на систему с произвольным числом пионов п следуют из инвариантности сильного взаимодействия не странных адронов относительно преобразования С-четности 18] С = С ехр(Ьг/2>. Здесь С — оператор зарядового сопряжения, а /2 — у-компонента изоспина. Система п пионов имеет С-четность (-1)". Система NN в состоянии имеет О-четность [c.100]

Если эффективный гамильтониан (8.25) применяется в ситуациях с большой передачей импульса, в него нужно вводить поправки на конечный размер адронов. В г-пространстве это сво- [c.305]

Современные теории сильного взаимодействия рассматривают малость массы пиона как главную черту адронной физики низких энергий. Они связывают ее с тем, что в основе лежит приближенная симметрия, называемая киральной симметрией [1]. Если бы эта симметрия была точной, то из нее следовало бы, что пион имеет нулевую массу. Такая теория и ее основные следствия будут рассмотрены в разделе 9.3. [c.355]

Квантовая хромодинамика — это теория поля взаимодействующих кварков и глюонов [4]. Кварки бывают трех цветов и Nf ароматов (и, d, s,. ..). Адроны представляют собой бесцветные объекты, составленные из кварков и глюонов. Отдельные изолированные кварки в природе не наблюдаемы существуют значительные силы, удерживающие их внутри адрона. [c.359]

Эвристически можно представлять область слабой и сильной связи в КХД как две фазы коротковолновую фазу кварков и глюонов и длинноволновую фазу составных адронов. Киральная симметрия является основным физическим принципом, связывающим физику этих двух фаз. [c.361]

Элементарные (фундаментальные) частицы. Под этим термином объединяются мельчайшие объекты материи. Считается, что все многообразие окружающего нас мира построено из простейших элементарных частиц, которые делят на три класса. К первому классу относится фотон (квант электромагнитного излучения). Второй класс объединяет легчайшие частицы—лептоны, образующие два семейства электронное (электронное нейтрино, электрон) и мюонное (мюонное нейтрино, мюон). Третий самый многочисленный класс составляют легкие и тяжелые частицы — адроны, состоящие из двух семейств мезонное (пион, каон, мезон и др.) и барионное (протон, нейтрон, гипероны и т. п.). [c.5]

ПРОТОН, элементарная частица, служащая ядром атома водорода и составной частью всех атомных ядер. Число П. в ядре характеризует порядковый номер хим. элемента. П. имеет положит, элементарный электрич. заряд массу покоя, равную 1,67 10 г спин, равный /з (в единицах постоянной Планка) магн. момент, равный 2,79 ядерного магнетона. Принадлежит к адронам (см. Элементарные частицы) и участвует во всех типах взаимодействий. П., по-видимому, стабилен, он является самым легким из ба-рионов. Ускоренные до высоких энергий П. широко использ. для осуществления ядерных реакций и получения пучков нестаб. частиц. [c.484]

Согласно классификации элементарных частиц, П. относится к адронам, он входит в класс тяжелых частиц-барио- [c.126]

Для адронов характерно наличие особых квантовых чисел странности , очарования , красоты . Обычные (нестранные) адроны - протон, нейтрон, я-мезоиы. Внутри разных групп адронов имеются семейства частиц, близких по массе и со сходными св-вами по отношению к сильному взаимод., но с разл. значениями электрич. заряда простейший пример -протон и нейтрон. Общее квантовое число для таких Э. ч.- 1. наз. изотопич. спин, принимающий, как и обычный спин, целые и полуцелые значения. К особым характеристикам адронов относится и внутренняя четность, принимающая значения 1. [c.470]

Кварковая модель адронов. Детальное рассмотрение квантовых чисел адронов с целью их классификации позволило сделать вывод о том, что странные адроны и обычные адроны в совокупности образуют объединения частиц с близкими св-вами, названные унитарными мультиплетами. Числа входящих в них частиц равны 8 (октет) и 10 (декуплет). Частицы, входящие в состав унитарного мультиплета, имеют одинаковые спин и внугр. четность, но различаются значениями электрич. заряда (частицы изотопич. мультиплета) и странности. С унитарными фуппами связаны св-ва симметрии, их обнаружение явилось основой для вывода о существовании особых структурных единиц, из к-рых построены адроны,-кварков. Считают, что адроны представляют собой комбинации 3 фундам. частиц со спином /2. м-кварков, -кварков и -кварков. Так, мезоны составлены из кварка и антикварка, барионы - из 3 кварков. [c.470]

Тот факт, что /pNN и fpj jt почти одинаковы, указывает на то, что мезон имеет универсальную связь с адронами с константой [c.49]

Идея нуклон-нуклонного взаимодействия конечного радиуса основана на концепции обмена виртуальными квантами поля с ненулевой массой между двумя источниками. В адронной физике легчайшим из этих квантов является нион. Он играет особую роль, поскольку обусловливает дальнодействующую часть силы. Поэтому при настоящем обсуждении НК-взаимодействия мы выделим аспекты, которые тесно связаны с физикой пионов [1]. [c.53]

Чтобы дать физическую интерпретацию потенциала ОБО, заманчиво предположить, что эффективные бозоны совпадают с существующими мезонами. Ожидается, что существенные вклады дают только те мезоны, массы которых меньше, чем масса нуклона. Описание обмена мезонами с много большими массами физически непонятно, так как комптоновская длина волны бозонов при этом заметно меньше, чем характерные адронные расстояния. Помимо псевдоскалярного пиона существует также четыре нестранных мезона с массами, меньшими 1 ГэВ. Из них наиболее важными можно считать два векторных мезона р и свойства которых приведены в табл. 3.5. Кроме того, существует один псевдоскалярный мезон гу(548) и один скалярный мезон (980). Оба они связаны с нуклоном весьма слабо и поэтому не очень важны в моделях ОБО. Зесь мы их обсуждать не будем. [c.79]

В предыдущем обсуждении свойств NN-потенциала молчаливо подразумевалось, что взаимодействие сохраняло четность. Ожидается, что в случае сильного взаимодействия это есть точное утверждение. Следствием этого, в частности, является отсутствие связи между состояниями с четными и нечетными угловыми моментами. Четность не сохраняется в слабых ззаимодействиях адронов. Для "точечных частиц на уровне лептонов и кварков [c.107]

При q > 15 Фм можно ожидать, что все более возрастающую роль начинают играть адронные формфакторы и другие короткодействующие механизмы. Описание таких эффектов модельно-зависимо, но между различными короткодействующими членами происходит взимное уничтожение. Результаты более тщательных расчетов близки к тому, что получается при использовании только [c.325]

Поведение магнитных формфакторов Не и очень напоминает поведение амплитуд перехода для электрорасщепления дейтрона на пороге как и в дейтронном случае, вклады й- и 8-состояний в матричный элемент одночастичного тока интерферируют деструктивно. Как видно из рис. 8.9, описание с одними нуклонами терпит полную неудачу для всех значений д, кроме самых малых. Очевидно, что вклады обменных токов объясняют расхождение. Доминирует снова кролл-рудермановский (парный) ток, тогда как обменный ток является лишь малой поправкой. Вклад пионного полюса очень быстро падает с увеличением ( и им можно пренебречь. При больших передачах импульса д > > 15 Фм ) результаты становятся более модельно-зависимыми, в частности из-за их увеличивающейся чувствительности к деталям адронных формфакторов. [c.327]

Пион занимает исключительное положение, будучи много легче всех остальных мезонов его масса примерно на порядок меньше характерного адронного масштаба масс 1 ГэВ. Это обстоятельство уже проявлялось в разных формах на протяжении предыдущих глав. Большая комптоновская длина волны пиона = 1,4Фм задает масштаб длин в ядерной физике и в дальнодей-ствуюшей части нуклон-нуклонного взаимодействия. В этом масштабе при рассеянии и в электромапштных процессах нуклоны во взаимодействии с пионами выступают как почти точечные объекты. Кроме того, именно малость массы пиона ответственна за важную роль пиона в магнитных ядерных явлениях. [c.355]

Между мягкими пионами и мягкими фотонами существуют важные кинематические отличия. Предел мягких фотонов - О является физически достижтлым, так как импульс к и энергию фотона ш можно обратить в нуль. Однако соответствующий предел = ( 0, q) - О для пиона означает, что пион имеет не только нулевой импульс (Iql = О), но что он также является безмассовым, с qo = пг - 0. Поэтому предел мягких пионов включает два разных масштаба во-первых, длинноволновый предел, определяемый тем, что lqr велико по сравнению с размером системы, с которой взаимодействует пион во-вторых, внутренний масштаб, связанный с самой массой пиона. На уровне адронной физики с типичным масштабом масс Л/ = 1 ГэВ условие гпя М хорошо выполняется, и отношение т /М) можно считать малым параметром с имеющим смысл пределом (jnjM) - 0. Вместе с тем, типичные энергии возбуждения ядра малы по сравнению с масштабом, задаваемым массой пиона, т.е. е т . В этом случае переход к пределу мягких пионов уже не столь прост и к нему нужно идти таким образом, чтобы правильно сохранить относительные масштабы. С примерами такого рода мы встретимся в разделе 9.5 [2]. [c.356]

В построениях, проводимых до настоящего момента, у нас не было необходимости сталкиваться с внутренней структурой нуклонов, пионов, изобар Л(1232) и т.д. типичные длины волн в ф1 зике низких и промежуточных энергий слишком велики, чтобы разрешать явную кварк-глюонную подструктуру адронов. Ядерная феноменология на языке барионов и мезонов (а не кварков и глюонов) работает замечательно. Ярким примером является электрорасщепление дейтрона при больших передачах импульса, обсуждавшееся в разделе 8.5.3. [c.358]

Считается, что в адронных масштабах затравочные и- и d-кварки являются почти безмассовыми. Будем поэтому рассматривать. 5Скхд в пределе безмассовых и- и d-кварков. Этот лагранжиан теперь обладает важной основополагающей симметрией, так называемой киральной симметрией. Для иллюстрации этого понятия сначала исследуем случай свободной безмассовой дираковской частицы, удовлетворяющей уравнению [c.360]

Экспериментальные наблюдения наводят на мысль, что физика при очень высоких энергиях может быть выражена на языке слабо взаимодействующих кварков и глюонов. Это — область пертурбативной КХД. Однако явления при низких энергиях являются сильно непертурбативными. В этой области подходящими степенями свободы являются не кварки и глюоны, а мезоны и барионы, в которых кварки удерживаются большими непертурбативными КХД-силами. Сохранение аксиального тока, однако, остается общей чертой киральной симметрии. Оно имеет место вне зависимости от способа, которым проявляет себя сильное взаимодействие, будь это через кварки и глюоны или в виде физических адронов. [c.361]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология