Лекции Сильченко Н. В
Кварки
Обилие открытых и вновь открываемых адронов навела Гелл-Мана и Цвейга (1964 г.) на мысль, что все они построены из каких-то других более фундаментальных частиц. Ими была выдвинута гипотеза, подтвержденная последующими исследованиями, что все тяжелые фундаментальные частицы – адроны – построены из более фундаментальных частиц, названных кварками. На основе кварковой гипотезы не только была понята структура уже известных адронов, но и предсказано существование новых.
В настоящее время практически доказано, что все адроны (мезоны, барионы, резонансы) состоят из кварков — фундаментальных частиц, у которых имеются и античастицы — антикварки. Существуют шесть типов (или ароматов) кварков: и, d, s, с, b, t (данные об открытии кварка t пока требуют дальнейшего уточнения). Кварки обладают необычными свойствами, прежде всего дробным электрическим зарядом (заряды антикварков имеют обратный знак). Все кварки имеют спин 1/2 и барионный заряд В = 1/3. Согласно модели Гелл-Мана—Цвейга, все известные в то время адроны можно было построить, постулировав существование кварков и соответствующих им антикварков, если им приписать характеристики, указанные в табл:
Кварк | Символ кварка (антикварка) | Электрический заряд, Q [e] | Барионное число, B | Спин [ħ] | Странность, S |
Верхний (up) | |||||
Нижний (down) | |||||
Странный (strange) | -1 (+1) | ||||
Очарованный (charm) | -1 (+1) | ||||
Прелестный (beauty) | |||||
Истинный (truth) |
Согласно кварковой модели, все барионы (В = 1) состоят из трех кварков, а мезоны (B = 0) — из пары кварк — антикварк. Примеры образования некоторых мезонов и барионов из кварков представлены в табл:
Мезоны | Барионы | ||
Частица | Состав | Частица | Состав |
π+ | p | uud | |
π- | |||
K + | n | udd | |
K - | |||
K0 | Σ + | uus | |
Σ - | dds |
В теории вводятся новые квантовые числа: шарм (очарование) с и красота (прелесть) b. Эти квантовые числа являются аналогами квантового числа странности S. Кварк s является носителем странности, с — шарма (очарования), b — красоты.
Соответствующие антикварки отличаются от кварков знаками зарядов Q, В, S, С и b.
В настоящее время лептоны и кварки считают фундаментальными частицами. Всего к настоящему времени обнаружено уже три пары лептонов и, в составе адронов, три пары кварков. Эти пары частиц называют поколениями. Каждой паре кварков в поколении должна соответствовать пара лептонов. Число пар лептонов и кварков должно совпадать, иначе окажется противоречивой другая теория, объединяющая электромагнитные и слабые взаимодействия. Таким образом, современная таблица (табл. 6.6) для свойств фундаментальных частиц имеет простой вид:
Поколения | Электрический заряд | |||
Кварки | u | c | t | 2/3 |
d | s | b | -1/3 | |
Лептоны | νе | νμ | ντ | |
е | μ | τ | -1 |
Академия МВД
Из древних времен люди стремились ответить на вопрос о происхождении государства и права. С этой целью было создано много разнообразных теорий, по-разному освещали процессы формирования государственно- организованного общества и его правовой системы. Отсутствие единообразия в понимании процессов происхождения государства и права обусловлено рядом причин.