Курс лекций по ядерной физике, физика атомного ядра и частиц

Pезонансы. Возбужденные состояния нуклона

Рис. 1. Зависимость полных сечений реакций
p от кинетической энергии пиона

Рис. 2. Возбужденные состояния нуклона

    В начале 60-х годов был открыт класс частиц, которые получили название резонансов.
    Резонансы - коротко живущие возбужденные состояния адронов, распадающиеся в результате сильного взаимодействия. Характерное время жизни резонанса 10^-22 - 10^-24 с. Впервые резонансы наблюдались в сечении взаимодействия -мезонов с нуклонами (см. рис. 1). Резонансы стали активно исследовать и открывать в связи с развитием метода водородных пузырьковых камер, в которых стало возможно наблюдать продукты распада резонансов.
     Масса резонансной частицы m определяется из релятивистского инварианта
mc² = (E² - c²p²)^1/2,
где E и p - полная энергия и полный импульс -мезона и нуклона. Максимумы в сечении (-N)- рассеяния интерпретируются как появление нестабильной частицы - резонанса с вполне определенными квантовыми характеристиками - массой, зарядом, спином, изоспином и др. Нуклонные резонансы (1232) имеют спин, четность J^P = 3/2⁺, изоспин I = 3/2. ⁺ и ⁰ можно рассматривать как возбужденные состояния протона и нейтрона соответственно. По сравнению с нуклонами, у которых два одинаковых кварка имеют параллельные спины, а третий кварк имеет антипараллельный спин, у этих резонансов спины всех кварков параллельны, что дает спин 3/2. У нуклонных резонансов N(1440) J^P = 1/2⁺, изоспин I = 1/2. Низкорасположенные нуклонные резонансы в основном распадаются по каналу (n или p) + . Время жизни резонанса определяется из ширины его распада Г, используя соотношение неопределенности Г~. Резонансы наблюдаются и во взаимодействии -мезонов с другими адронами.

Рис. 3. Основные каналы распадов

-резонансов

В таблице приведены основные характеристики (1232) и N(1440) резонансов

Частица	Масса, Mc² (МэВ)	Ширина Г, МэВ	Спин-четность, изоспин J^P(I)	Основные моды распада
⁺⁺, ⁺,⁰,^-	1230-1234 (~1232)	115-125	3/2⁺(3/2)	(n или p) +
N⁺, N⁰, N^-	1430-1470 (~1440)	250-450	1/2⁺(1/2)	n(p)+(2),

Частицы ⁰, ⁰, ⁰ являются мезонными резонансами, которые обладают квантовыми числами фотона (J^P = 1^-), поэтому их можно интерпретировать как проявление процессов, показанных на рис. 4, 5, 6. Эти мезонные резонансы можно наблюдать на e⁺e^- -коллайдерах.

Рис. 4.

Масса ⁰-мезона 770 МэВ. Ширина распада Г = 151 МэВ.

Рис. 5.

Масса ⁰-мезона 782 МэВ. Ширина распада Г = 8.4 МэВ.

Рис. 6.

Масса ⁰-мезона 1020 МэВ. Ширина распада Г = 4.4 МэВ.

Аналитическая геометрия плоскости и поверхности Замечательные мини-игры - скачать мини игры полные версии . Скачать мини игры для компьютера.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