|
|
основном из странных кварков s и антикварков (я), и объяснить подавление взаимодействия этих мезонов с аэронами, состоящими из и-, d-кварков,≈ т, н. и р а-в и л о Цвейга [Дж, Цвейг (G. Zweig), 1964].
Модель, в к-рой прикимается^ что почти вся масса адрона сосредоточена в кварках, наз. м о д е л ь ю конституентных кварков. Конкретные реализации -этой модели отличаются предположениями о характере взаимодействия между кварками [ 1 ≈3]. Наблюдаемые свойства адронов уда╦тся количественно описать, если принять, что силы между кварками зависят в основном от расстояния между ними. При этом волновая ф-ция адрона приобретает дополнит, симметрию относительно перестановки спинов кварков: из *S'£7 (З)-симметрии адронных состояний возникает унитарная симметрия i'£/(6). Осн. состояние бариона полностью симметрично относительно перестановки кварков (вместе с их спинами), но антисимметрично относительно перестановки цветов кварков. Оно соответствует представлению 56 группы SU(§] и включает октет по группе SU (3) со спин-ч╦тностью Jp=l/t + (всего 16 состояний, включая спиновые степени свободы) и декуплет 3/2+ (всего 40 состояний). На опыте наблюдаются также барионы, группирующиеся в муль-типлст 70 группы SU(G): октеты 3/2~> Va~. декуплет
Va" и синглет Vs"* Для мезонов состояния пары gq классифицируются по орбитальному моменту I и спину пары, что позволяет вычислить спин, пространственную ч╦тность и зарядовую ч╦тность мезонов. На опыте наблюдаются все псевдоскалярные (0~) и векторные (1~) мезоны, принадлежащие мультиплету с £=0, а для мезонов с 2 = 1 полностью заполнен только мультиплет тензорных мезонов. Согласуются с опытом расч╦ты маги, моментов мезонов и барионов, соотношения между ширинами полулептонных распадов, между сечениями рассеяния адронов, входящих в один 5У(6)-мультип-лет, между сечениями рассеяли н мезонов и барионов. Примером является отношение сечений <Трр/олр=8/в
(в рр-рассеянии возможны 9 однократных столкновений кварков, а в лр ≈ только 6). При соответствующем выборе взаимодействия между кварками уда╦тся количественно описать возбужд╦нные состояния адронов, их динамич. характеристики типа эл.-магн. форм-факторов. Ряд проблем, поставленных К. м. адронов (££/(6)-симметрип, природа правила Цвейга и др.), удалось понять только с появлением квантовой хромо-динамики (КХД). Однако не выяснено, совместимы ли с КХД предположения о существовании конституент-ных кварков и о феноменологич. динамике их взаимодействия. Конституентные кварки качественно отличаются от элементарных кварков (их называют также токовыми кварками), изучаемых в ж╦стких процессах. Наличие в сильном взаимодействии приближ╦нной киральной симметрии ≈ проявление малости массы токовых ы-, d-кварков по сравнению с массой конститу-ентного кварка.
Попыткой учесть динамику кварков в духе КХД является модель мешков [3]. В этой модели вводится представление о двух фазах адронного вещества. Первая фаза ≈ вакуум КХД, к-рый содержит конденсат глюонных и кварковых аолей (см. Вакуумный конденсат, Правила сумм). Предполагается, что в вакууме невозможно распространение свободных кварков и глюонов. Вторая фаза соответствует области внутри адрона. Адрон представляется как пузырь, удерживаемый внутр. движением почти свободных кварков и глюонов от схлопывания из-за внеш. давления вакуума. В модели мешков уда╦тся рассчитать в согласии с опытом статич. характеристики адронов: магн. моменты, массы и т. д. В отличие от модели конститу-ентных кварков, в модели мешков значит, часть массы адрона распределена по его объ╦му. Модель мешков не является внутренне согласованной: из-за ж╦сткой формы мешка в ней не соблюдается принцип причин-
ности, не учтено спонтанное нарушение киральнои симметрии в КХД.
В целом проблема построения последовательной К. м. не решена. Осн. трудности в построении кварк-глюон-ной модели адрона обусловлены отсутствием эфф. методов работы с ур-ниямп КХД в области сильной связи. Из-за свойства асимптотической свободы в КХД наиб, последовательным является описание адронов, содержащих тяж╦лые кварки с, &,. . . (см, Кварконий].
Лит.: 1) Левин Е. М., Франкфурт Л. Л., Нерелятивистская модель кварков, «УФН», 1968, т. 94, с. 243;
2) Коккедэ Я., Теория кварков, пер. с англ., М., 1 971;
3) К л о у з Ф., Кварки и партоны. пер. с англ., М., 1982.
М. Стрикман, Л. Л. Франкфурт.
КВАРКОНИЙ ≈ мезон, состоящий из тяж╦лого кварка и его антикварка.
Интенсивное эксперим. и теоретич. исследование К. началось после обнаружения в 1974 долгоживущей //^-частицы [1] и последующей серии открытий родственных ей частиц с массами в интервале ок. 3≈4 ГэВ. Все эти частицы принадлежат семейству, соответствующему уровням чармония (2] ≈ системы, подобной позитронию и состоящей из очарованного (charm) кварка с
л его антикварка с. В 1977 было обнаружено семейство ипсилон-час т и.ц (Г) (3]. С этим открытием утвердился новый, ещ╦ более тяж╦лый, прелестный (beauty), или красивый, fr-кварк. Г-частицы являются при этом уров-
нями системы йб≈ипсилония (называемой также ботто-монием от др. наименования fr-кварка ≈ bottom, т. е. нижний кварк в новом кварковом дублете; см. Поколения фермионов].
Для классификации уровней К. принято использовать спектроскопич. обозначения (/ir-frl)25+1Ly, где пг ≈ радиальное квантовое число, J ≈ полный угл. момент системы, составленный из орбитального момента L \\ спинового $; при этом пространств, ч╦тность Р = ( ≈ l)irl» зарядовая ч╦тность С ≈ ( ≈ \)L^S. Частицы //фи Г являются осн. векторными состояниями К. 35р На опыте векторные К. наблюдаются как резонансы в в^е'-аянигиляции, а также в спектрах масс лептонных пар, образованных при адрон-адронных
столкновениях. С-ч╦тные состояния: 150(г|с, r\'c}^Pj(^cj) проявляются в основном в радиад. распадах ^-уровней типа:
X
О
£
Информация об уровнях чармония и ипсилония иллюстрируется рисунком. Она весьма обширна (см., напр., [5, 6]), и эта область продолжает интенсивно развиваться. В рамках метода правил сумме квантовой хро-модинамике [4] возможно количеств, теоретич. описание осн. аспектов физики К. Для описания уровней К. широко используется также нерелятивистская потенц. модель. В этом подходе модельный потенциал взаимодействия, связывающего тяж╦лые кварки, строится так, чтобы на малых расстояниях он практически имел кулоновскую форму, а на больших расстояниях продолжал расти, обеспечивай невылетание свободных кварков [51.
Роль К. в физике элементарных частиц чрезвычайно важна, поскольку эта система может служить «пробником» сильного взаимодействия на малых расстояниях, Этот пробник уникален, т, к. он да╦т прямую информацию о свойствах глюонных полей (см. Глюоны), В частности, распады К. являются источником глюонов, здесь могут быть исследованы их свойства и специфика процесса превращения глюонов в адроны. Кроме того, К. ≈ удобный объект для исследования слабого взаимодействия. Нанр., распады К. являются одним из важных источников информации о разл. экзотич. объектах, возникающих в теории, ≈ Хиггса бозонах, аксиомах и т. д. [61*
Существенное влияние на развитие теории может ока-зать обнаружение и исследование К,, достроенного из
_ .* 343
