Курс лекций по ядерной физике, физика атомного ядра и частиц

Странные частицы, s-кварк

    В течение 10 лет, последовавших за открытием пиона в 1947 году, в результате изучения космических лучей и экспериментов на вновь построенных ускорителях высоких энергий таблица элементарных частиц начала быстро пополняться новыми элементарными частицами. За это время их было открыто свыше 30. Первыми из открытых частиц были K-мезоны или каоны, частицы с массой ~500 МэВ. Затем были обнаружены тяжелые частицы и . Была обнаружена странная особенность вновь открытых частиц - они рождались парами, хотя не были частицей и античастицей. Здесь была другая закономерность. Так, например, при столкновении двух протонов возможна реакция

p + p p + + K⁺,

в которой рождаются две странные частицы -частица и K⁺-мезон. Образовавшиеся "странные" частицы затем распадаются на лептоны, нуклоны и пионы

Рис.1. Кварковая диаграмма рождения -гиперона и K+-мезона

Рис. 2. Кварковая диаграмма слабого распада -гиперона

Рис. 3. Кварковая диаграмма слабого распада K+-мезона

       Среди вновь открытых странных частиц оказались частицы, имеющие массу покоя больше массы покоя нуклона. Эти частицы были названы гиперонами. К ним относятся , , , , , ,.
На рис.1-3 показаны кварковые диаграмма рождения и распада странных частиц.
    Вторая особенность поведения странных частиц - большое время жизни. В результате распада образуются сильно взаимодействующие частицы p и или n и . Поэтому казалось, что время жизни странных частиц должно быть ~10^-22-10^-23 сек. На самом деле их время жизни ~10^-10 с, характерно для слабого взаимодействия. Для того, чтобы объяснить такое поведение странных частиц М. Гелл-Манн и Нишиджима высказали предположение, что странная частица является носителем еще одного нового квантового числа, которое было названо странностью s. Квантовое число s может  принимать значения -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 и определяется кварковым составом адронов, 
s(K⁺,K⁰) = +1, s(, ⁺, ^-, ⁰, K^-,⁰) = - 1,
s(^-, ⁰) = -2, s(^-) = -3.
     Образование и распад странных частиц управляются законом сохранения странности.

    Это позволило сразу объяснить и парное рождение странных частиц в реакции сильного взаимодействия и большое время жизни в результате распада, происходящего за счет слабого взаимодействия. Странные частицы рождаются парами в основном в результате сильного взаимодействия, а распадаются поодиночке в результате слабого взаимодействия.

Аналитическая геометрия плоскости и поверхности Курс лекций Векторная алгебра. Электронные учебники - MATLAB Компьютерная математика Maple Лекции первого семестра первого курса Дифференциальное исчисление функции Дифференциальные уравнения первого порядка Теория вероятностей. Основные понятия Математический анализ Двойной интеграл Геометрический смысл производной Числовые ряды Степенные ряды Аналитическая геометрия Функции графики задачи Курс лекций Примеры задачи Интегрирование и дифференцирование матрицы