.
Квантовая теория Масса ядра Атомные ядра момент ядра радиоактивность Альфа-распад Бета-распад Гипотеза нейтрино Гамма-излучение Дейтрон Резонансное возбуждение кварки и лептоны частицы и античастицы Космические лучи Распад протонов

Курс лекций по ядерной физике, физика атомного ядра и частиц

Странные частицы, s-кварк

    В течение 10 лет, последовавших за открытием пиона в 1947 году, в результате изучения космических лучей и экспериментов на вновь построенных ускорителях высоких энергий таблица элементарных частиц начала быстро пополняться новыми элементарными частицами. За это время их было открыто свыше 30. Первыми из открытых частиц были K-мезоны или каоны, частицы с массой ~500 МэВ. Затем были обнаружены тяжелые частицы и . Была обнаружена странная особенность вновь открытых частиц - они рождались парами, хотя не были частицей и античастицей. Здесь была другая закономерность.

p + p---> p + + K+,

в которой рождаются две странные частицы -частица и K+-мезон. Образовавшиеся "странные" частицы затем распадаются на лептоны, нуклоны и пионы

,

,

,

.

Рис.1
Рис.1. Кварковая диаграмма рождения -гиперона и K+-мезона
s026_3.gif (1137 bytes)
Рис. 2. Кварковая диаграмма слабого распада -гиперона
Рис.2
Рис. 3. Кварковая диаграмма слабого распада K+-мезона

       Среди вновь открытых странных частиц оказались частицы, имеющие массу покоя больше массы покоя нуклона. Эти частицы были названы гиперонами. К ним относятся , , , , , ,omegamin.
На рис.1-3 показаны кварковые диаграмма рождения и распада странных частиц.
    Вторая особенность поведения странных частиц - большое время жизни. В результате распада образуются сильно взаимодействующие частицы p и pimin или n и pi0. Поэтому казалось, что время жизни странных частиц должно быть ~10-22-10-23 сек. На самом деле их время жизни ~10-10 с, характерно для слабого взаимодействия. Для того, чтобы объяснить такое поведение странных частиц М. Гелл-Манн и Нишиджима высказали предположение, что странная частица является носителем еще одного нового квантового числа, которое было названо странностью s. Квантовое число s может  принимать значения -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 и определяется кварковым составом адронов, 
s(K+,K0) = +1, s(ламбда, сигма+, сигма-, сигма0, K-,antik0) = - 1,
s(кси-, кси0) = -2, s(омега-) = -3.
     Образование и распад странных частиц управляются законом сохранения странности.

Закон сохранения странности

В сильных  и электромагнитных взаимодействиях cтранность сохраняется deltas = 0. В слабых взаимодействиях странность не изменяется или изменяется на единицу deltas = 0, +1.

    Это позволило сразу объяснить и парное рождение странных частиц в реакции сильного взаимодействия и большое время жизни в результате распада, происходящего за счет слабого взаимодействия. Странные частицы рождаются парами в основном в результате сильного взаимодействия, а распадаются поодиночке в результате слабого взаимодействия.


На главную