|
|
странности и проблема разности масс Am^s стимулировали развитие гипотезы о существовании с-кварка (см. ниже), предсказание его свойств и поиски механизма, объясняющего указанные явления. Физика К-м. оказалась очень важной для проверки разл. гипотез, касающихся сильного взаимодействия, прежде всего ££/(3)-симметрии, гипотезы частично сохраняющегося аксиального тока (см. Аксиального тока частичное сохранение], алгебры токае, кварковых моделей адро-вов. Справедливость большинства этих гипотез, казавшихся ранее разрозненными предположениями t следует, как стало ясным, из квантовой хромодинамики и кварковой структуры адроиов.
Сильное взаимодействие К-м, Наличие странного кварка в составе К-м. определяет специфику их сильного взаимодействия. При взаимодействиях нестраппых частиц (нуклонов, пионов) К-м. рождаются, как отмечались, ассоциативно с гипероками или друг с другом, так чтобы сохранялось суммарное значение странности S~0. Напр., возможны реакции:
я-р≈-K + Z-, К°Л, S-K + K0,
Бикают в этих процессах в основном благодаря аннигиляции и и -*- у -*- |A + Ji~, и их сравнение показывает, что при одинаковых импульсах л~- и К "-мезонов и,-кварк в К~ нес╦т меньший импульс, чем в пионе.
В 1971 на ускорителе ИФВЭ (Серпухов) было обнаружено, что, начиная с энергий 17 ≈ 20 ГэВ, полное сечение взаимодействия К+ с нуклонами медленно растет с увеличением энергии столкновения 6' (т, ы. Серпуховским эффект). Последующие исследования покачали, что замеченный для К+-мезонов рост сечения с энергией имеет универсальный характер дли всех адронов и совместим с асимптотич, законом а~1п2£.
Слабое взаимодействие К-м. Распады К-м. происходят благодаря слабому взаимодействию заряженного тока (us] с заряж, лептопными токами (eve), (fiv^) (вызывающему лептонные Кг2- и полулептогшые К/8-, К(4-распады) и взаимодействию тока (us) с током (dti) (вызывающему ыелептонные распады Кпз, К ля) (табл.)*
Наиболее вероятные распады К-мезонов
и т. д. (с любым числом пионов, допускаемым законами
сохранения), но не наблюдается реакция я~ру*" 2 + К~. Благодаря тому, что К+, Ки могут рождаться
ассоциативно с гипсронами, а К", К" ≈ только к парах с К + , KO (или с антигиперонами, сечения рождения к-рых при взаимодействии нуклонов значительно меньше, чем гиперонов), относит, выход К + , К" оказывается существенно большим, чем для К", К°. При энергиях ~ 10а ГэВ выход К + -мезонов составляет (15≈20%) по отношению к л+-мезонам, в то время как выход К~ ≈ (3 ≈ 5)% по отношению к я "-мезонам. С ростом энергии столкновения раст╦т относит, доля ассоциативного рождения К и К и соответственно уменьшается различие выходов К+- п К ^-мезонов. То, что выход К-м. даже при высоких энергиях столкновения меньше выхода пионов, связано с нарушением S V (3)~ симметрии по ароматам (ит dT s) кварков: сечение рождения пар более тяжелых кварков (s s) в 2≈3 раза подавлено по сравнению с рождением пар л╦гких кварков
(л и и d d).
Отрицат. странность К~-, К°-мезонов обусловливает интенсивное рождение гиперонов при взаимодействии
К~, К° с нуклонами, напр., в реакциях:
К-р≈*Лл«, 2-'л-, 2-я+, Э-К + , Q-K + KO;
L i ^ ' * ' г
К°р≈>-Лл + , 2^л° и т. д.
При этом Л-, 2-гппероны, образующиеся в двухчастичных реакциях, с большой вероятностью летят в системе центра инерции сталкивающихся частиц в направлении движения нуклона (т. с. образуются сравнительно медленными в лаб. системе). Это приводит к значительной вероятности образования еиперядер в пучках К~. Полное сечение взаимодействия К-м, с нуклонами при энергиях ~102 ГэВ составляет ок. 20 мбарн, что примерно на 6≈7 мбарн меньше сечения взаимодействия пионов с нуклонами при той же энергии. В модели кварков этот факт интерпретируется как уменьшение сечения взаимодействия s-кварка по сравнению с сечениями взаимодействия и-, d-кварков (по закону
о ~ /Гс(г\ где mq ≈ конституентиая масса кварка q). Такая интерпретация качественно согласуется с измеренными полными сечениями взаимодействия с нуклонами гиперонов, а также //ip-Частиц,
Из-за различия в массах s- и и-, d-кварков s-кварк в К-м. высокой энергии нес╦т в среднем большую долю импульса, чем и- или d-кварк. Это подтверждается экспериментально в процессах рождения лептонных пар в пучках л~ нК~,л~р-*-ц. + р,~ХиК-р -vnT|j.~X, где X ≈ совокупность адронов. Лептонные пары воз-
|
K+-*l. + v
|
(т. и. Кц2-раепад)
|
-<в3.5В±0.1<1)%
|
||
|
К ~^~ ≈ ^ л "^~ л"
|
|
≈ <21, 16±0, 15)%
|
||
|
K+ -*∙ л+л+л~
|
(т+ + --распад)
|
≈ (5 ,^9±0 . 0-П %
|
||
|
К + -* e + vn°
|
(Кез-['аспад)
|
- (4, 8li±0 ,(>∙>>%
|
||
|
К+ -*Ц + УЯ"
|
(К^-распад)
|
- (Э,20±0,ПУ)%
|
||
|
К-ь-^л + я-л-
|
{i + ""-распад}
|
-<1.73±о,оз)%
|
||
