Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Физика для школьников старших классов и поступающих" -> 207

Физика для школьников старших классов и поступающих - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. Физика для школьников старших классов и поступающих — М.: Дрофа, 2005. — 795 c.
ISBN 5-7107-9384-1
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyashkolnikovstarshihklasov2005 .djvu
Предыдущая << 1 .. 201 202 203 204 205 206 < 207 > 208 209 210 211 212 213 .. 236 >> Следующая


q — Tq + 2 (В + S + С),
674

ГЛ. VIII.2. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ

где С — очарование (чарм). Экспериментально зарегистрированы «прелестные» частицы, а теория предсказывает «истинные» частицы. Обобщения последней формулы для них очевидны.

10°. Смысл введенных здесь и ранее квантовых чисел в том, что они сохраняются в определенных классах взаимопревращений частиц (VIII.2.2.20). Фундаментальные взаимодействия различаются не только характеристиками, приведенными в таблице VIII.2.1, но и свойственными им законами сохранения. Чем более интенсивно взаимодействие, тем оно более симметрично, т. е. тем больше ему присуще законов сохранения.

а)Во всех взаимодействиях сохраняются только энергия (1.5.7.2°), импульс (1.2.7.1°), момент импульса (1.4.4.1°) и электрический заряд (111.1.1.3°). Пока считается, что этим свойством обладают также лептонные заряды (п. 3°) и барион-ный заряд (п. 7°). Из закона сохранения энергии следует, в частности, необходимое условие распадов (VIII.2.2.2°). Совместно с законом сохранения электрического заряда оно обусловливает абсолютную стабильность электрона1, совместно с законом сохранения барионного заряда — абсолютную стабильность протона2.

б) Сильное взаимодействие наиболее симметрично. В обусловленных им процессах сохраняются также изоспин и его проекции (п. 8°), странность и очарование (п. 9°) и многие другие квантовые числа. Сохранение T и равнозначно зарядовой независимости сильного взаимодействия (VIII. 1.3.3°). Сохранение S объясняет, в частности, почему в процессах соударений «обычных» частиц странные частицы всегда рождаются парами (VIII.2.2.4°).

в) Слабое взаимодействие наименее симметрично. Ему свойственны только универсальные законы сохранения (а). Именно благодаря несохранению S (С) странные (очарованные) частицы могут распадаться поодиночке, превращаясь в «обычные» частицы.

1 Электрон — самая легкая из электрически заряженных частиц.

2 Cm., однако, VIII.2.4.150.
§ VIII.2.4. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЧАСТИЦЫ

675

§ VIII.2.4. Фундаментальные частицы

1°. Совсем недавно уровень элементарных частиц (VIII.2.1.10) считался единым, а лептоны, адроны и переносчики взаимодействий (VIII.2.3.1°) трактовались на более или менее равной основе. В настоящее время этот уровень расщеплен на подуровни адронов и фундаментальных частиц. Первые рассматриваются в качестве составных, а последние — в качестве истинно элементарных частиц. В результате картина строения материи в значительной степени унифицировалась и упростилась, открылись возможности описания всех частиц и взаимодействий на некой единой основе. Ho следует подчеркнуть, что проблема истинной элементарности фундаментальных частиц чрезвычайно сложна и до конца не решена.

2°. Лептоны (табл. VIII.2.2) считаются фундаментальными частицами. Во-первых, их всего лишь шесть; во-вторых, они или абсолютно стабильны, или живут долго по ядерным масштабам; в-третьих, лептоны ведут себя как точечные объекты. Так, электрон не обнаруживает размеров, а тем более внутренней структуры, даже при сверхвысоких энергиях W ~ 40 ГэВ, т. е. вплоть до расстояний R- 2 ¦ IO-18 м.

3°. Согласно современным воззрениям адроны (табл. VIII.2.3) — составные частицы. Во-первых, их очень много — несколько сотен. Далее, большинство адронов является резонансами — крайне нестабильными частицами (VIII.2.3.60). Ho главное, у адронов обнаружена внутренняя структура. Из результатов опытов по упругому рассеянию электронов на нуклонах (VIII.2.2.2°) явствует, что радиусы

протона и нейтрона1 равны примерно 0,8 • IO-15 м и что электрический заряд и магнитный момент распределены в них плавно, спадая от центра к периферии по экспоненциальному закону. Мало того, опыты по неупругому рассеянию электронов высоких энергий на нуклонах выявили зернистую («пар-тонную») структуру протона и нейтрона.

4°. Считается, что все адроны состоят из кварков — дробнозаряженных фундаментальных частиц. При этом предпола-

1 Имеются в виду среднеквадратичные радиусы распределения электрического заряда и магнитного момента в нуклонах.
676

ГЛ. VIII. 2. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ

гается, что их имеется шесть сортов, или «ароматов*. Как и лептоны (VIII.2.3.30), они образуют три дублета, или поколениях (и, d), (с, s), (t, Ь), так что имеет место довольно глубокая с теоретической точки зрения кварк-лептонная симметрия. Трем дублетам антилептонов соответствуют три поколения антикварков. Значения основных квантовых чисел кварков первых двух поколений приведены в табл. VIII.2.4.

Таблица VIII.2.4

Кварк Сим- вол J В T T3 S с ч
Верхний (up) и 1/2 +1/3 1/2 +1/2 0 0 +2/3
Нижний (down) d 1/2 +1/3 1/2 -1/2 0 0 -1/3
Странный (strange) S 1/2 +1/3 0 0 -1 0 -1/3
Очарованный (charm) с 1/2 +1/3 0 0 0 +1 +2/3

5°. Каждый мезон строится из одного кварка и одного антикварка, каждый барион — из трех кварков (см. табл. VIII.2.3). В состав обычных адронов входят только кварки и и d, странные адроны включают один или несколько кварков s. В 1974 г. открыт мезон J/\|/, интерпретированный как связанное состояние пары с—с; впоследствии зарегистрированы и мезоны с явным очарованием (С ^ 0): D0 = ей, F+ = Cs и другие (VIII.2.1.5°, табл. VIII.2.3.). В 1977 г. открыт ипсилон-мезон Y
Предыдущая << 1 .. 201 202 203 204 205 206 < 207 > 208 209 210 211 212 213 .. 236 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed