Адрон гэдэг нь хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог бөөмсийн ерөнхий нэр юм. Энэ нэр нь "хүчтэй, том" гэсэн утгатай грек үгнээс гаралтай. Бүх адронууд нь мезон ба барион гэсэн хоёр том бүлэгт хуваагддаг.
Барионууд ("хүнд" гэсэн грек үгнээс гаралтай) нь хагас бүхэл тоогоор эргэлддэг адронууд юм (Spin-ийг үзнэ үү). Хамгийн алдартай барионууд бол протон ба нейтрон юм. Барионууд нь нэгэн цагт хачирхалтай гэж нэрлэгддэг квант тоотой хэд хэдэн бөөмсийг агуулдаг.
Хачирхалтай байдлын нэгжийг барион ламбда ба барион сигма () гэр бүл эзэмшдэг. +, - ба 0 индексүүд нь цахилгаан цэнэгийн тэмдэг эсвэл бөөмийн төвийг сахисан байдлыг илэрхийлнэ. Барионууд, ионууд ( ба ) нь хачирхалтай хоёр нэгжтэй байдаг. Барион нь гурван хачирхалтай байдаг. Жагсаалтад орсон барионуудын масс нь протоны массаас ойролцоогоор нэг хагас дахин их бөгөөд тэдгээрийн амьдрах хугацаа нь с орчим байна. Протон нь бараг тогтвортой байдаг бол нейтрон нь 15 минутаас илүү амьдардаг гэдгийг санаарай. Илүү хүнд барионууд нь маш богино насалдаг юм шиг санагддаг, гэхдээ бичил ертөнцийн хувьд энэ нь тийм биш юм. Ийм бөөм нь харьцангуй удаан, гэрлийн хурдны 10% -тай тэнцэх хурдтай хөдөлж, хэдэн миллиметрийн зайг туулж, энгийн бөөмсийн илрүүлэгч дээр тэмдэгээ үлдээдэг (Цөмийн цацрагийн мэдрэгчийг үзнэ үү). Барионуудын бусад төрлийн бөөмсөөс ялгагдах шинж чанаруудын нэг нь хадгалагдсан барион цэнэгтэй байдаг гэж үзэж болно. Энэ хэмжигдэхүүнийг барион ба антибарионуудын тооны зөрүүний бүх мэдэгдэж буй үйл явц дахь тогтмол байдлын туршилтын баримтыг тайлбарлах зорилгоор оруулсан болно (Парит, Пептон, Протоныг үзнэ үү).
Мезонууд нь бүхэл тоо ээрэх адронууд юм. Энэ нэр нь "дунд" гэсэн утгатай грек үгнээс гаралтай, учир нь анхны нээсэн мезонуудын масс нь протон ба электроны массын хоорондох завсрын хэсэг байв. Мезонуудын барион цэнэг тэгтэй тэнцүү байна. Мезонуудын хамгийн хөнгөн нь пионууд буюу пи-мезонууд ба. Тэдний масс нь протоны массаас 6-7 дахин бага байдаг. Хачирхалтай мезонууд илүү их масстай байдаг - каон ба: тэдгээрийн масс нь протоны массаас бараг хоёр дахин бага байдаг. Эдгээр мезонуудын амьдрах хугацаа нь s байна.
Бараг бүх адронууд эсрэг бөөмстэй байдаг. Иймээс сигма-хасах барион нь сигма-нэмэх эсрэг бөөмстэй бөгөөд энэ нь -ээс ялгаатай. Бусад барионуудын талаар ижил зүйлийг хэлж болно. Мезонуудын хувьд нөхцөл байдал арай өөр байна: сөрөг пион нь эерэг пионы эсрэг бөөм бөгөөд төвийг сахисан пион нь өөрөө эсрэг бөөмс учраас огт эсрэг бөөмсгүй байдаг. Үүний зэрэгцээ төвийг сахисан каон нь эсрэг бөөмстэй байдаг. Эдгээр баримтуудыг адронуудын кварк загварт тайлбарласан болно (Кваркуудыг үзнэ үү).
Адроны ертөнц асар том бөгөөд үүнд 350 гаруй бөөмс багтдаг. Тэдгээрийн ихэнх нь маш тогтворгүй байдаг: дарааллын дарааллаар илүү хөнгөн адрон болж задардаг. Энэ бол хүчтэй харилцан үйлчлэлийн онцлог үе юм; Ийм богино хугацаанд гэрэл хүртэл зөвхөн протоны радиустай (см) тэнцэх зайг туулах цагтай байдаг. Ийм богино настай тоосонцор детекторуудад ул мөр үлдээхгүй нь ойлгомжтой.
Ихэвчлэн тэдний төрөлт нь шууд бус шинж тэмдгээр илэрдэг. Жишээлбэл, тэд электрон ба позитроныг устгах урвалын дараа адрон үүсэхийг судалдаг. Электрон ба позитронуудын мөргөлдөөний энергийг өөрчилснөөр энергийн тодорхой утгад адроны гарц гэнэт огцом нэмэгддэг болохыг тогтоожээ. Энэ баримтыг масс нь харгалзах энергитэй тэнцүү (хүчин зүйл хүртэл) завсрын төлөвт үүссэн бөөмстэй холбон тайлбарлаж болно. Энэ бөөмс тэр даруй бусад адрон болон задрах ба түүний харагдах цорын ганц ул мөр нь мөргөлдөөний энергийн функцээр адрон үүсэх магадлалын график дахь оргил цэг байх болно.
Ийм богино наслах хэсгүүдийг резонанс гэж нэрлэдэг. Ихэнх барион ба мезонууд нь резонанс юм. Тэд камер, гэрэл зураг дээр "автограф" үлдээдэггүй, гэхдээ физикчид тэдний шинж чанарыг судалж чаддаг: масс, ашиглалтын хугацаа, эргэлт, паритет, задралын аргууд гэх мэтийг тодорхойлдог.
Орчин үеийн үзэл баримтлалын дагуу адрон нь жинхэнэ энгийн бөөмс биш юм. Тэд хязгаарлагдмал хэмжээстэй, нарийн төвөгтэй бүтэцтэй. Барионууд нь гурван кваркаас тогтдог. Үүний дагуу антибарион нь гурван антикваркаас бүрдэх ба барионоос үргэлж ялгаатай байдаг. Мезонууд нь кварк ба антикваркаас үүсдэг. Ижил төрлийн хос кварк ба антикваркуудыг багтаасан мезонд эсрэг бөөмс байхгүй нь ойлгомжтой. Кваркууд адрон дотор глюоны талбарт хадгалагддаг (Хүчтэй харилцан үйлчлэлийг үзнэ үү). Зарчмын хувьд энэ онол нь илүү олон тооны кваркуудаас эсвэл эсрэгээр нэг глюоны талбайгаас баригдсан бусад адронууд байдаг гэдгийг хүлээн зөвшөөрдөг. Саяхан ийм таамагласан тоосонцор оршин тогтнох боломжтой гэсэн зарим туршилтын мэдээлэл гарч ирэв.
Кваркуудын харилцан үйлчлэлийг дүрсэлсэн динамик онол харьцангуй саяхан хөгжиж эхэлсэн. Эхэндээ кваркийн загварыг хэт олон тооны адроны гэр бүлд "зохицуулах" зорилгоор санал болгосон. Энэ загварт гурван төрлийн кваркууд, эсвэл тэдний хэлснээр амтыг багтаасан болно. Кваркуудын тусламжтайгаар адронуудын олон гэр бүлийг эмх цэгцтэй болгож, тэдгээрийг мультиплет гэж нэрлэгддэг бөөмсийн бүлгүүдэд хуваарилах боломжтой байв. Ижил олон тооны бөөмс нь ойролцоо масстай боловч энэ нь зөвхөн тэдний ангиллын үндэс суурь болсонгүй; туршилтын өгөгдлөөс гадна энэ тохиолдолд бүлгийн онолын тусгай математикийн аппаратыг ашигласан. Хожим нь гурван кваркийн амт нь бүх адроныг тодорхойлоход хангалтгүй болох нь тогтоогдсон. 1974 онд кварк болон шинэ төрлийн антикваркаас бүрдсэн пси-мезон гэж нэрлэгддэг бодисыг нээсэн. Энэ үнэрийг сэтгэл татам гэж нэрлэдэг. Шинэ дур булаам кварк c нь "ах дүү нараасаа" хамаагүй хүнд болсон: хамгийн хөнгөн psi бөөмс болох мезон нь 3097 МэВ масстай, өөрөөр хэлбэл протоноос 3 дахин хүнд юм. Түүний амьдралын хугацаа ойролцоогоор. Пси-мезонуудын бүхэл бүтэн гэр бүлийг ижил кваркийн найрлагатай, гэхдээ өдөөгдсөн төлөв байдалд, үр дүнд нь их масстай олж илрүүлсэн. С-кваркийн бусад амтын кваркуудтай холбоотой төлөвүүд бас байх ёстой нь ойлгомжтой байв. Ийм төрлийн тоосонцор дахь с-кваркийн "судас" нь пси-мезонуудад тохиолддог шиг -кваркийн "эсрэг сэтгэл татам"-аар нөхөгдөхгүй. Тиймээс ийм бөөмсийг дур булаам мезон гэж нэрлэдэг.
Хүн бүр атомын тухай сонссон бөгөөд эдгээр жижиг хэсгүүд нь бидний эргэн тойрон дахь бодисыг бүрдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч атом бол орчлон ертөнцийн энгийн "тоосго" биш гэдгийг хүн бүр мэддэггүй. Энэ юу вэ? Одоогоор ганц хариулт алга. Гэсэн хэдий ч энэ нь адрон гэсэн асуултыг авч үзэх нь асуудлыг тодруулахад тусална.
Хүрээлэн буй бодис ба түүний бүтэц
Энэ нь адрон гэж юу вэ гэсэн асуултыг бид "дээрээс" авч үзэх болно. Хүний өдөр тутам тулгардаг, түүний өнгө болон бусад шинж чанарыг үнэлж чаддаг бүх бодис нь молекул, атомуудын нэгдлээс бүрддэг. Сүүлийнх нь эргээд электрон ба цөмөөр үүсгэгддэг. Энэ баримтыг Эрнест Рутерфордын ажлын ачаар зуун жилийн өмнө тогтоожээ.
Одоо электроныг үл тоомсорлож, атомын цөмийг авч үзье. Та бүхний мэдэж байгаагаар энэ нь нейтрон ба протон гэсэн хоёр төрлийн бөөмсөөс үүсдэг. Нейтрон ба протон нь адрон учраас эцэст нь бид үүний ёроолд хүрлээ.
Адроны тухай ойлголт
Ерөнхий тохиолдолд адрон нь кваркуудаас үүссэн бөөмс бөгөөд хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцож чаддаг. Энэ тодорхойлолт нь тийм ч тодорхой сонсогдохгүй байна, учир нь кварк, хүчтэй талбар гэж юу болохыг мэдэх шаардлагатай бөгөөд үүнийг доор авч үзэх болно. "Адрон" гэдэг үг ямар утгатай вэ? Энэ нь грек үндэстэй бөгөөд орчуулгад "их хэмжээний, нягт" гэсэн утгатай. Өөрөөр хэлбэл, бид том масстай бодисын нягт бөөмийн тухай ярьж байна.
Дээр дурдсанчлан адронууд нь протон ба нейтрон бөгөөд тус бүр нь гурван кваркаас бүрддэг.
Кварк гэж юу вэ?
20-р зууны дунд үе гэхэд дэлхийн өнцөг булан бүрээс ирсэн физикчид янз бүрийн туршилтаар "элементар" бөөмсийг улам бүр ажиглаж эхлэв. Туршилтууд нь эхлээд тодорхой химийн элементүүдийн байгалийн цацраг идэвхт чанарыг судлахаар хязгаарлагдаж, дараа нь анхны бөөмсийн хурдасгуурууд баригдсан бөгөөд энэ нь тэдгээрийн өндөр энергитэй цацрагийг мөргөлдөх боломжтой болгосон нь бөөмсийн тоог мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлжээ. Сүүлийнх нь өөр өөр цэнэг, эргэлт, масс, амьдралын хугацаатай байсан бөгөөд өөр өөр харилцан үйлчлэлд (сул, хүчтэй, цахилгаан соронзон) өөр өөрөөр ханддаг.
Энэ бүх мэдээллийн асар том давхарга нь бүх бөөмсийг нэгтгэх онол хэрэгтэй болоход хүргэсэн. Кварк нь ийм онолын таамаглал болсон. Энэ нэрийг 1963 онд Америкийн физикч Мюррей Гелл-Мэн анх хэрэглэж байжээ. Тэрээр нэгэн утга зохиолын бүтээлд "кварк" гэдэг үгийг тагнасан нь цахлайн хашгирахыг дуурайсан гэсэн утгатай болохыг тэмдэглэх нь сонирхолтой юм.
Энгийн бөөмийн физикт шинэ "барилгын материал" нэвтрүүлсэний ачаар бүх илэрсэн бөөгнөрөл нь шинэ үзэл баримтлалын хүрээнд зохицон нийцэж байна. Зөвхөн адронууд нь кваркуудаас бүрддэг, нейтрино эсвэл электрон зэрэг бөөмсүүд лептонуудын ангилалд багтдаг, тэдгээрийг энгийн гэж үздэг, кваркууд тэдэнтэй ямар ч холбоогүй гэдгийг анхаарна уу.
Хэдэн кварк байдаг бөгөөд тэдгээрийг ямар шинж чанаруудаар тодорхойлдог вэ?
Адронууд кваркуудаас тогтдог. Гэхдээ кварк гэж юу вэ? Энэ бол 10 -18 -10 -15 метрийн зайд багтах бодит объект юм. Амтаараа бие биенээсээ ялгаатай 3 үеийн кваркууд байдаг. Бодит байдал дээр тогтвортой адрон үүсэхэд зөвхөн эхний үеийн кваркууд оролцдог. Нөгөө хоёр үе нь том масстай (энергитэй) тул хурдан "үндсэн" кварк болж хувирдаг.
Эхний үеийнхэнд зөвхөн хоёр бөөмс хамаарна: u эсвэл дээш, d эсвэл доош кваркууд. Тэдгээр нь изопин (u нь +1/2, d нь -1/2), цэнэг ба массаар ялгаатай. Бид өндөр бодисын нягтрал дахь зан төлөв нь бозонуудаас (бүхэл тоогоор эргэх) ялгаатай фермионуудын тухай ярьж байгааг харуулахын тулд спинийг тусгайлан танилцуулж байна. Сүүлчийн жишээ нь фотон, глюон болон бусад харилцан үйлчлэлийн "тээгч" байж болно.
Уншигчдыг төөрөгдүүлэхгүйн тулд кваркуудын амт, өнгөний талаар хэдэн үг хэлье. Амт гэдэг нь кваркийн Z ба W бозонуудтай харилцан үйлчлэлийн төрлийг тодорхойлдог шинж чанаруудын (изоспин, "хачин", "гайхалтай байдал", "доод", "дээд") нэгдэл юм. кваркуудын хоорондох шилжилт (сул харилцан үйлчлэл). u болон d хэсгүүдийн амтыг зөвхөн изоспиноор тодорхойлно.
Өнгөний хувьд энэ нь кваркуудын огт өөр шинж чанар, жишээлбэл, тэдгээрийн цахилгаан цэнэг эсвэл масс юм. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь бидний мэддэг "өнгө" гэдэг үгтэй ямар ч физик холбоогүй боловч 3 утгын аль нэгийг ("цэнхэр", "улаан", "ногоон") авч болох тул ийнхүү нэрлэсэн байна. Өнгө нь орон зайн гурван хэмжээсттэй холбоотой байдаг. Ойролцоогоор өнгө нь 3 чиглэлийн аль нэгэнд (x, y, z) чиглэсэн вектор гэж хэлж болно. Кваркуудад зориулж өнгө оруулснаар тэдгээр нь яагаад ижил төлөвт байж болохыг тайлбарлах боломжтой болсон (бүх фермионууд дагаж мөрддөг Паули хасах зарчим).
Хэрэв бид дурдсан хоёр кварк (u, d), түүнчлэн тэдгээр нь тус бүр нь 3 өнгөний аль нэгтэй байж болохыг харгалзан үзвэл адрон барихад зориулж 6 өөр "тоосго" авах болно. Тэд тус бүр өөрийн эсрэг бөөмстэй тул энэ тоог 2-оор үржүүлэх ёстой.
Адронуудын ангилал
Уншигч "хадрон" гэдэг үгийн утга, кваркуудын тухай ойлголттой танилцсаны дараа энгийн бөөмсийн нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн ангиллыг өгч болно. Тиймээс тэд бүгд адрон ба лептон гэсэн хоёр том ангилалд хуваагддаг.
Адронуудыг барион ба мезоноор төлөөлдөг. Эхнийх нь гурван кварк буюу гурван аникиркээс бүрддэг бол хоёр дахь нь зөвхөн кварк-антикварк гэсэн 2 бөөмсийн нийлбэр учраас бүх мезон (пион, каон) богино насалдаг бөгөөд хурдан устдаг. Барионууд нь олж авсан тоон спин (фермион) бүхий тогтвортой тоосонцор-хадронууд юм. Протон ба нейтрон нь барионуудын хамгийн тод төлөөлөгч бөгөөд атомын цөм үүсгэдэг тул тэдгээрийг ихэвчлэн нуклон гэж нэрлэдэг.
Бидний эргэн тойрон дахь бүх бодис нь барион-лептон (электрон бол лептон) учраас орчлон ертөнц дэх адронуудын ач холбогдол асар их юм. Гэсэн хэдий ч орчин үеийн шинжлэх ухаан барион-лептон (харанхуй бодис, хар нүхний бодис) биш өөр төрлийн материйг нээх босгон дээр ирээд байна.
Нуклонууд: протон ба нейтрон
Эдгээр энгийн бөөмс-хадронууд нь 2 төрлийн кваркуудаас бүрддэг: u ба d. Протоны найрлагыг u-u-d, нейтроныг - u-d-d гэж тодорхойлдог. Тэдгээрийн дотор кваркууд нь глюоноор дамждаг хүчтэй харилцан үйлчлэлээр холбогддог. Кваркууд бие биенээсээ хол байх тусам тэдний татах хүч нэмэгддэг. Энэ баримт нь байгальд ганц кварк олдохгүй гэдгийг тайлбарлаж байна.
Протон ба нейтроны массын хувьд гурван кваркийн энгийн нийлбэрээр тодорхойлох боломжгүй, учир нь энэ нийлбэрээс хамаагүй том юм. Баримт нь эдгээр адронуудын массын хувь нэмэр нь зөвхөн тайван байдалд байгаа кварк төдийгүй хөдөлгөөн (кинетик энерги) юм.
Протон ба нейтрон нь сул харилцан үйлчлэлийн үр дүнд бие биедээ хувирч, u ба d кваркуудын хооронд хувиргахад хүргэдэг.
Адрон ба адрон дахь кварк хоёулаа ижил механизм - глюоны талбараар харилцан үйлчилдэг гэдгийг анхаарна уу.
Элементар бөөмийн физикийн өнөөгийн байдал
Кваркууд 1960-аад оны эхээр физикийн онолд гарч ирсэн бөгөөд аль хэдийн 1970-аад онд тэд ч гэсэн энгийн "тоосго" биш бөгөөд преон гэж нэрлэгддэг хэсгүүдээс бүрддэг гэж үздэг. Сүүлийнх нь хараахан нээгдээгүй байгаа боловч хэрэв ийм зүйл тохиолдвол энэ нь анхан шатны ертөнцийн одоо байгаа онолыг ихээхэн хялбаршуулах ёстой.
Дээрх асуудлаас гадна хэд хэдэн шийдэгдээгүй асуудлууд байсаар байна.
- таталцал ба харанхуй материйн тодорхойлолт нь орчлон ертөнцийн стандарт загварт тохирохгүй байна;
- протон дахь гурван кварк яагаад огт өөр ангиллын энгийн бөөмийн яг модулийн цэнэгийг өгдөг - электрон (лептон);
- Мезон шиг 2 биш, барион шиг 3 биш, харин 5 кваркаас бүрдсэн адронууд оршин байдгийн нотолгоо гарч ирэв.
Дээр дурдсан бүх асуудал нь энгийн зүйл биш юм. Альберт Эйнштейн амьдралынхаа сүүлийн 30 жилийг заримыг нь шийдвэрлэхэд зориулж, ямар ч үр дүнд хүрээгүйг хэлэхэд хангалттай. Түүний IQ 160 байсан!
Адроныг хоёр бүлэгт хуваадаг: мезон (s = 0, 1, хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог) ба барионууд (s = 1/2, 3/2, хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог). Барионууд нь нуклон (s = 1/2) ба гиперонууд (s = 1/2, 3/2) гэж хуваагддаг.
2. М.Геллман, Д.Цвейг нарын кварк таамаглал юу байсан бэ? Нуклонуудад гурван цэгийн цэнэг байдгийг ямар туршилтууд баталсан бэ? Эдгээр цэнэгүүдийн (кваркуудын) спин яагаад хагас бүхэл тоо вэ?
Адрон бол нийлмэл бөөмс юм. Нуклонд гурван цэгийн цэнэг байдгийг 20 ГэВ энергитэй электронууд протон, нейтроны тархалтыг судалсан туршилтаар баталсан.Нуклонууд хагас бүхэл тоотой, гурван кваркаас тогтдог тул хэрэв бүх кваркууд ижил спинтэй гэж үзвэл хагас бүхэл тоо байх ёстой.
3. Кваркуудын боломжит цахилгаан цэнэгийн тооцоог өг. Эдгээр кваркуудыг юу гэж нэрлэдэг вэ?
Q ба q нь кваркуудын боломжит цахилгаан цэнэгийг тэмдэглэе.
Хэрэв бид хоёр хувьсагчтай энэ хоёр тэгшитгэлийн системийг шийдвэл бид олж авна
(ийм кваркийг у-кварк гэж нэрлэдэг байсан); q = -1/3e (d-кварк).
4. Цөмийн урвал дахь цэнэгийн болон массын тоо хадгалагдахыг ямар хамгааллын хуулиудад тусгасан бэ? Барион цэнэгийн хадгалагдах хуулийг томъёол. Барионыг жижиг хэсгүүдэд задлах боломжгүй гэдгийг тэр хэрхэн батлах вэ?
Цахилгаан цэнэгийн хадгалагдах хууль нь цэнэгийн тоо хадгалагдахыг, массын хадгалагдах хууль нь массын тооны хадгалалтыг тусгадаг.
Барион цэнэгийн хадгалагдах хууль: Барионы цэнэг бүх харилцан үйлчлэлд хадгалагдана. Протоныг жижиг хэсгүүдэд задлах боломжгүйг барионы цэнэгийн хадгалалттай холбон тайлбарладаг. Кваркуудын барион цэнэг 1/3, барионуудын хувьд (протон ба нейтрон) B = 1 (цөмийн барион цэнэг). β задралын үед барионы цэнэгийг хадгалах хууль нь хэлбэртэй байдаг
адронуудхүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог бөөмс юм. Бүх адронууд нь нийлмэл бөөмс бөгөөд тэдгээр нь кварк эсвэл антикваркуудаас тогтдог. Мезонкварк-антикварк хосоос бүрдэх адронууд, барионууд- эдгээр нь гурван кваркаас бүрдэх адронууд юм (тус тусад нь антибарионууд нь гурван антикваркаас бүрддэг).
Энэ тодорхойлолтонд маш энгийн бөгөөд богино хугацаанд хэд хэдэн нарийн ширийн зүйлийг нуусан байдаг бөгөөд тэдгээрийн талаар маш удаан ярьж болно. Бид эдгээр ярианд оролцохгүй, зөвхөн хамгийн чухал гурван зүйлийг дурдах болно.
Нийлмэл кипрчики
Ихэвчлэн объектыг хэсэг хэсгүүдээс бүрдүүлдэг гэж хэлэхэд эдгээр хэсгүүдийг ядаж зарчмын хувьд бие биенээсээ салгаж, тус бүрийг тусад нь танилцуулж болно гэж үздэг. Кваркуудын хувьд энэ таамаглал ажиллахгүй байна. Тийм ээ, энэ бол маш зөн совингийн шинж чанар биш, үүнийг өдөр тутмын туршлагатай эвлэрэхэд хэцүү байдаг, гэхдээ кваркийн ертөнцөд бүх зүйл ийм байдаг.
Физикчид протон, нейтрон болон бусад адронууд нь бие биетэйгээ харьцангуй хөдөлж байгаа хэдий ч глюоны хүчээр үүрд хамт байдаг тусдаа "бодисын бөөгнөрөл"-ээс бүрддэг болохыг олон тооны туршилтуудаар олж хардаг. Протоныг салангид кваркуудад хуваах, нэг кваркийг бусдаас нь салгах нь үр дүнд хүрэхгүй. Үүнийг хийх гэж оролдсон даруйд протоноос нэг кваркийг гаргахад хангалттай хүч хэрэглэвэл тэр даруй глюоны талбар шинэ кварк-антикварк хосыг үүсгэнэ. Та кварк гаргаж авахын оронд протоноос мезон гаргаж авах ба протон нь протон хэвээр байх болно (Зураг 1). Энэ үйл явцыг adronization гэж нэрлэдэг - "хадрон болж хувирах".
Кваркуудын энэ зан үйлийг нэрлэдэг хорих- адрон доторх кваркуудыг "урхих". Энэ нь кваркууд өөрсдөө биш, харин тэдгээрийн хооронд үйлчилдэг хүчнүүдээс болж байгаа юм. Тэднийг холбодог хүчний талбар нь зөвхөн хүчтэй биш, цахилгаан соронзон хүчнээс ялгаатай нь маш онцгой юм. Энэ хүчний талбар нь өөрийгөө мэдрэх чадвартай, өөртэйгөө харьцах чадвартай бөгөөд үүнээс эрчимжиж эхэлдэг. Үүний үр дүнд хэрэв энэ хүчний талбарт бүх орон зайг өгвөл түүний энерги хязгааргүй нэмэгдэх болно. Энэ нь эрчим хүчний хувьд маш сул тал юм; Энэ талбарт хаалттай олон кварк-антикварк хос үүсгэх нь энэ талбарт илүү ашигтай байх болно. Дараа нь энэ нь тусдаа кварк эсвэл антикваркийн хослолд нуугдаж, бүхэл бүтэн орон зайд тархахгүй.
Физикчдийн хэллэгээр кваркуудад глюоны талбайг мэдрэх боломжийг олгодог өмчийг нэрлэдэг өнгө(Мэдээжийн хэрэг, энэ нь оптик өнгөтэй ямар ч холбоогүй, зүгээр л шинэ тоо хэмжээний сайхан нэр юм). Кваркууд гурван өнгөтэй, антикваркууд нь эсрэг гурван өнгөтэй байдаг. Адронууд нь дур зоргоороо биш, харин бүх өнгө нь "цуцладаг" хослолууд эсвэл физикчдийн хэлснээр өнгөгүй хослолууд (өөрөөр хэлбэл гурван өөр өнгөтэй гурван кварк, эсвэл эсрэг өнгөтэй кварк ба антикваркууд).
Мэдээжийн хэрэг, энэ бүхэн маш хялбаршуулсан тайлбар юм; бодит байдал илүү төвөгтэй. Түүгээр ч зогсохгүй хорих үзэгдлийг математикийн хангалттай түвшинд ойлгоогүй хэвээр байна. Клэй математикийн хүрээлэн энэ асуудлыг шийдсэнийхээ төлөө сая долларын шагнал хүртэл санал болгосон. Гэсэн хэдий ч дүрслэх түвшинд хорих үзэгдлийг тогтсон гэж үздэг.
Гэнэн кварк загвар
Дээр тайлбарласан схемийн дагуу кваркууд хоёр гурваар нэгдэж, өнгөгүй адрон болж хувирдаг схемийг гэнэн кварк загвар гэнэ. Энэ загвар нь яагаад бүх адронууд зөвхөн хоёр, гурваар нийлдэгийг тайлбарлахгүй. Кварк ба антикваркуудын бусад өнгөгүй хослолыг бүтээх, мультикварк адрон үүсгэх боломжтой боловч зарим шалтгааны улмаас туршилтанд олдсонгүй.
Үнэндээ тэд саяхан болтол уулзаагүй. 2000-аад оны дунд үеэс эхлэн зарим адронууд нь гэнэн кваркийн загварын энгийн схемд тохирохгүй гэсэн найдвартай туршилтын нотолгоо гарч эхэлсэн. Ийм адронуудыг нэрлэдэг чамин. Үнэн, өнөөдөр мэдэгдэж байгаа чамин адронуудын тоо маш бага, хэдхэн зуун энгийн адронуудын эсрэг хэдхэн ширхэг байдаг - үүнээс гадна тэд бүгд мезон юм; пентакварк болон бусад чамин барионуудын талаар батлагдсан мэдээлэл хараахан гараагүй байна.
Байгаль нь хамгийн энгийн схемээс давж гарсан хэвээр байгаа боловч маш дургүй байдаг. Яагаад ийм зүйл тохиолддог, чамин адрон гэж юу болох нь идэвхтэй судалгааны сэдэв хэвээр байна.
Найрлага бол харьцангуй ойлголт юм!
Үгээрээ ч гэсэн тогтоноОлон нарийн зүйл нуугдаж байдаг. Гол нь мэдэгдэлд байгаа юм протон нь гурван кваркаас тогтдог» зөвхөн хөдөлгөөнгүй эсвэл удаан хөдөлдөг протонд сайн ажилладаг. Хэрэв протон гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдтай нисдэг бол түүний найрлага эрс өөрчлөгддөг: олон тооны кваркууд, антикваркууд, глюонууд түүний дотор "төрсөн" мэт санагддаг (тэдгээрийг бүгдийг нь нэрлэдэг) партонс), нэг авсаархан үүлэн дотор урагш нисдэг бөгөөд үнэндээ протоныг төлөөлдөг. Ийм хурдан нисдэг протонуудын мөргөлдөөнд эдгээр бие даасан бөөмсийн бөөгнөрөл бүхэлдээ мөргөлддөггүй, харин тус бүр нь зөвхөн нэг партон (заримдаа илүү); зургийг үзнэ үү. 2.
Кваркууд ба тэдгээрийн шинж чанарууд
Одоо зургаан сорт мэдэгдэж байна (биеийн хэлээр - үнэртэн) кваркууд. Тэдгээрийг u, d, s, c, b, t үсгээр тэмдэглэж, хос хосоороо гурван үеийн кваркуудыг нэгтгэдэг (Зураг 3). Эдгээрээс зөвхөн эхний тав нь адрон үйлдвэрлэхэд оролцдог. Дээд кварк t нь маш хүнд тул маш хурдан задардаг бөгөөд адрон үүсгэх цаг байдаггүй. Өөр кварк байхгүй гэдгийг бас мэддэг; ядаж жинхэнэ адрон үүсгэж чадах өөр гэрлийн кваркууд байхгүй.
Бүх таван "адрон үүсгэдэг" кваркуудыг товч авч үзье.
- Гэрлийн кваркууд u(дээш, дээд) ба г(доош, доош). Гэрлийн кваркууд байгальд хамгийн түгээмэл байдаг. Тэднээс протон (үүд), нейтрон (udd), цөмийн хүчний тээвэрлэгч, пи-мезонууд үүсдэг. Ихэвчлэн u- ба d-кваркуудын масс хэд хэдэн МэВ байдаг гэж бичсэн байдаг ч адроны физикийн хувьд энэ тоо бараг хэрэггүй юм. Адроны массыг зөвхөн кваркуудын массаас олж авдаггүй бөгөөд энэ нь нийт адроны массад 100-аас хэдэн зуун МеВ хүртэл хувь нэмэр оруулдаг хоригдлын улмаас үүсдэг.
- Хачирхалтай кварк с.Түүнийг агуулсан бөөмсүүд (хачин адронууд) туршилтын мэдээлэлд дөнгөж гарч эхэлсэн бөгөөд мэдэгдэж буй адронуудтай харьцуулахад "ямар нэгэн байдлаар тийм биш" байх үед "хачирхалтай" нэр түүхэнд үүссэн. Хачирхалтай адронууд нь ер бусын зүйл гэж үзэхээ больсон бөгөөд орчин үеийн туршилтуудын хувьд тэд "ердийн" тоосонцор юм.
- Сэтгэл татам кварк c.Ийм сайхан нэр нь адроны физикийн хуурай бичвэрүүдийг хэсэгчлэн гэрэлтүүлж буй физик хэллэгийн дур сонирхол юм. Энэхүү кваркыг агуулсан бөөмс (сэтгэл татсан адрон) нь хөнгөн аналогиасаа хүнд байдаг (с-кварк бүрийн хувьд массад нь ойролцоогоор 1.5 ГэВ нэмэгддэг) бөгөөд нэг пикосекундын дарааллаар (бөөмийн амрах хүрээнд) удаан амьдардаггүй. Гэсэн хэдий ч энэ нь тэднийг төрсөн цэгээс миллиметрийн зайд нисэх боломжийг олгодог бөгөөд үүнийг детекторууд найдвартай бүртгэдэг. Бүтээлийн болон задралын үйл явдлуудыг ингэж салгах нь ийм адронуудыг сайн тодорхойлох боломжийг олгодог.
- сэтгэл татам кварк bбүр илүү хүнд масс нь ойролцоогоор 5 ГэВ боловч ашиглалтын хугацаа нь кваркийнхаас ч урт буюу ойролцоогоор 1.5 ps юм. b-кваркийн масс нь адроник массын масштабаас (хэдэн зуун МэВ) хамаагүй том тул сайхан адронуудыг хүнд ба хөнгөн кваркуудын хосолсон систем гэж дүрслэх нь маш тохиромжтой; Сайхан адронуудын онолын тайлбарт гарсан олон дэвшил нь энэхүү энгийн баримттай яг холбогддог.
Адронуудын ангилал
Уламжлалт тэмдэглэгээ
Адронууд нь эдгээр таван кваркуудын дурын хослолыг агуулж болох бөгөөд электронууд нь цөмийг өөр өөр замаар тойрон хөдөлдөгтэй адил өөр өөр замаар бие биенээ тойрон хөдөлж чаддаг. Тиймээс цөөн тооны кваркуудаас ч гэсэн зарчмын хувьд хязгааргүй тооны адрон үүсгэх боломжтой. Мэдээжийн хэрэг, тэдгээрийг хэрхэн туршилтаар нээх нь тусдаа асуудал юм.
Өөр өөр кваркийн найрлагатай мезон ба барионуудыг өөр өөр том үсгээр тэмдэглэсэн; энэ тохиолдолд мезоныг ихэвчлэн латин үсгээр (K-мезон, D-мезон, В-мезон), барионыг Грек үсгээр (Λ, Σ, Ξ, Ω) тэмдэглэдэг. Үл хамаарах зүйл бол түүхэн нэр юм: π-мезон, ρ-мезон, p, n, гэх мэт. Нэг гэр бүлийн дотор бөөмсийг ижил үсгээр тэмдэглэсэн боловч индексийг түүнд зааж өгсөн эсвэл хаалтанд массыг нэмдэг. Жишээлбэл, кваркийн найрлагатай (d-anti-b) "ердийн" В-мезоныг: B гэж тэмдэглэсэн бол s-anti-b найрлагатай мезоныг B s гэж тэмдэглэж, хачирхалтай дур булаам мезон гэж нэрлэдэг. Кваркийн найрлагатай энгийн Λ-барионыг энгийнээр Λ гэж тэмдэглэдэг бол нийт масс нь 1519.5 МэВ ижил кваркуудын өдөөгдсөн төлөвийг Λ(1520) гэж тэмдэглэнэ.
Тусгай анги нь ижил амттай кварк ба антикварктай мезонууд, ялангуяа c-anti-c ба b-anti-b юм. Ийм мужуудыг нэрлэдэг кваркониа(мөн ялангуяа c-anti-c тохиолдолд "charmonium" ба b-anti-b тохиолдолд "bottomonia"), электрон ба түүний эсрэг бөөмс болох позитроноос бүрддэг позитроний адилаар. Кварконийн гэр бүлд өдөөгдсөн атом дахь энергийн түвшний хоорондох электронуудын шилжилттэй төстэй фотон ялгаруулснаар бие биедээ хувирч болох бага зэрэг ялгаатай масстай олон муж байдаг.
АДРОНУУД
АДРОНУУД
Физик нэвтэрхий толь бичиг. - М .: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. . 1983 .
АДРОНУУД
(Грек хэлнээс hadros - том, хүчтэй; энэ нэр томъёог 1967 онд Л.Б. Окун санал болгосон) - бөөмс хүчтэй харилцан үйлчлэл.Бүгд А-д харьяалагддаг. барионууд(үүнд - протон ба ) ба мезон. A. хүчтэй харилцан үйлчлэлийн процесст хадгалагдсан квант тоотой байна: хачин байдал, сэтгэл татам байдал, гоо үзэсгэлэнболон бусад. А., массын хувьд ойролцоо, заасан квант тоонуудтай ижил утгатай, түүнчлэн барион тооболон нурууг нэгтгэж болно изотопын олон талт,түүний дотор задралтай А. цахилгаан хураамж. Изо сэдэв. , зөвхөн хачирхалтай байдлын утгаараа ялгаатай нь эргээд илүү өргөн хүрээтэй бөөмсийн бүлгүүдэд нэгтгэгдэж болно - бүлгийн супер олон тоо SU(3).
Чөлөөт төлөвт бүх атомууд (протоныг эс тооцвол) тогтворгүй байдаг. Тэдгээрийн хүчтэй харилцан үйлчлэлийн улмаас хөх тариа ялзрах нь 10 -22 -10 -23 секундын дараалалтай байдаг. резонанс(үл хамаарах зүйл бол далд увдистай вектор мезон гэж нэрлэгддэг: эсвэл далд гоо үзэсгэлэнтэй: 10-20 секундын амьдрал). А., сул буюу эл.-соронзноос болж ялзрах. харилцан үйлчлэлийг урьдчилсан байдлаар нэрлэдэг тогтвортой, учир нь тэдний амьдралын хугацаа нь хүчтэй харилцан үйлчлэлийн онцлог хугацаанаас хэд дахин урт байдаг. "Тогтвортой" (энэ утгаараа) А., нуклонуудаас гадна орно гиперонууд 
,
барион
, мезон
, дур булаам мезон D, F гэх мэт.
A. нь нийлмэл систем юм. Мэдэгдэж буй ихэнх барионууд нь гурван кваркаас, мезонууд нь кварк ба антикваркуудаас бүрддэг (хэдийгээр тэд нэмэлт кварк-антикварк хостой байж болно, жишээлбэл, 2 кварк ба 2 антикваркийн мезон). А.-ийн хачирхалтай байдал, сэтгэл татам байдал болон бусад ижил төстэй квант тоонуудын утгыг тэдгээрийн найрлагад орсон хачирхалтай тоогоор тодорхойлно ( би),илбэдсэн ( хамт),сайхан (6) болон бусад боломжит төрлүүд (амт) кваркууд болон холбогдох антикваркууд.
Гэрэл.Урлаг-аас үзнэ үү. Хүчтэй харилцан үйлчлэл, Элементар бөөмс. ХАМТ.ХАМТ. Герштейн.
Физик нэвтэрхий толь бичиг. 5 боть. - М .: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. Ерөнхий редактор А.М.Прохоров. 1988 .
Бусад толь бичгүүдэд "ADRONS" гэж юу болохыг хараарай.
Орчин үеийн нэвтэрхий толь бичиг
адронууд- (Грекийн hadros том, хүчтэй), хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог энгийн бөөмсийн ерөнхий нэр (Үндсэн харилцан үйлчлэлийг үзнэ үү). Адрон нь протон, нейтрон, мезон гэх мэт. Адронууд нь кваркуудаас тогтдог. Энэ нэр томъёог танилцуулсан ... Зурагт нэвтэрхий толь бичиг
Хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог элементийн тоосонцор (барион ба мезон, түүний дотор бүх резонанс) ... Том нэвтэрхий толь бичиг
АДРОНУУД- бүх харилцан үйлчлэлд оролцдог "хүнд" бага ангийн өргөн хүрээтэй анги (харна уу). A. протон, нейтроны оронд агуулагддаг атомын цөмтэй төстэй бодисын нийлмэл хэсгүүд (харна уу). A.-д (харна уу), ... ... орно. Их Политехник нэвтэрхий толь бичиг
Хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог элементийн бөөмс (барион ба мезон, түүний дотор бүх резонанс). * * * Адрон адронууд, хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог энгийн бөөмс (ХҮЧТЭЙ ХАРИЛЦААНЫ ҮЙЛЧИЛГЭЭ-г үзнэ үү) (барионууд (БАРИОНуудыг үзнэ үү)) ба мезонууд (харна уу ... нэвтэрхий толь бичиг
- (гр. adros хүчтэй) хүчтэй харилцан үйлчлэлд өртдөг амментар бөөмсийн ерөнхий нэр (барионууд, түүний дотор бүх резонанс ба мезонууд) (энэ харилцан үйлчлэл нь атомын цөмийн тогтвортой байдлыг хариуцдаг). Гадаад үгсийн шинэ толь бичиг. Эдварт,…… Орос хэлний гадаад үгсийн толь бичиг
адронууд- hadronai statusas T sritis chemija apibrėžtis Stipriąja sąveika pasižyminčių elementariųjų dalelių klasė. attikmenys: англи хэл. адронсрус. адронууд... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas
Хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог энгийн хэсгүүдийн ерөнхий нэр (Хүчтэй харилцан үйлчлэлийг үзнэ үү). А ангилалд протон, нейтрон, гиперонууд, мезонууд, түүнчлэн бүх резонансын бөөмс (Элементар бөөмсийг үзнэ үү) орно ... Зөвлөлтийн агуу нэвтэрхий толь бичиг
- (Грек хэлнээс том, хүчтэй) хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог энгийн бөөмсийн анги, түүнчлэн сул харилцан үйлчлэл, цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд оролцдог. Бүх барион ба мезонууд, түүний дотор резонансууд, тэдгээрийн харгалзах ... ... Том нэвтэрхий толь бичиг бүхий политехникийн толь бичиг
Хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог элементийн бөөмс нь цөм дэх нуклонуудын хооронд хүчтэй холбоо үүсэхэд хүргэдэг (харилцааны радиус нь ойролцоогоор 10 13 см). Адронууд нь барион ба мезон, түүний дотор резонансын... Байгалийн шинжлэх ухаан. нэвтэрхий толь бичиг
Номууд
- Ширээний багц. Физик. Өндөр энергийн физик (12 хүснэгт), . 12 хуудас бүхий боловсролын цомог. Нийтлэл - 5-8675-012. Цөмийн найрлага ба хэмжээсүүд. Цөм дэх нуклонуудын холболтын энерги. байгалийн цацраг идэвхт байдал. Цацраг идэвхт задралын хууль. Цөмийн гинжин урвал...
