Надежный «руководитель»

Следует ожидать, что он будет надежным «руководителем» и при систематизации адронов. Однако этот принцип, по-видимому, запрещает существование таких экзотических адронов, как Д + + и П-, которые появляются на короткое время в столкновениях частиц высокой энергии. Они состоят соответственно из трех и- и трех 5-кварков и имеют спин, равный 3/2. Поэтому все три кварка в них идентичны как по направлению спина, так и по другим свойствам и должны находиться в одинаковом квантовом состоянии.

Для объяснения таких наблюдаемых комбинаций необходимо предположить, что эти три идентичных кварка различаются каким-то свойством — новым зарядом, связанным с сильными взаимодействиями, который физики причудливо назвали «цветом». Каждый кварк любого «аромата» может нести один из трех возможных цветовых зарядов: красный, зеленый или синий. Красному кварку

соответствует антикварк с «антикрасным» цветовым зарядом (антикрасный цвет можно «представить» как голубой). Другие антикварки несут «антизеленый» (малиновый) и «анти- синий» (желтый) цвета.

Аналогия между обычным цветом и зарядом нового вида дает возможность уточнить правила, по которым кварки комбинируются в адроны. Адрон не обладает цветовым зарядом, поэтому сумма цветов кварков, входящих в его состав, должна быть нейтральной, т.е. белой. Поэтому единственными дозволенными комбинациями кварков являются либо кварк-антикварковые пары (мезоны), либо тройки «разноцветных» кварков (барионы).

Цветные состояния никогда не наблюдались изолированно. Тот факт, что цвет скрыт, согласуется с тем, что свободные кварки, каждый из которых несет одиночный цветовой заряд, никогда не наблюдались. Сильное взаимодействие между цветными кварками должно быть чрезвычайно велико — возможно, оно так велико, что постоянно удерживает кварки внутри бесцветных, т.е. нейтральных по цвету, адронов. Однако, согласно кварковой модели, в столкновениях электронов с позитронами при высоких энергиях в первые мгновения после столкновения кварки, дающие начало адронным струям, движутся свободно. Такая независимость кварков друг от друга на очень коротких расстояниях называется асимптотической свободой. Это явление было теоретически описано в 1973 г. Д. Гроссом и Ф. Вильчеком из Принстонского университета, а также Д. Политцером, работавшим в то время в Гарвардском университете.

Такую парадоксальную ситуацию, когда кварки, находящиеся близко друг от друга, слабо взаимодействуют между собой, но все же не могут быть разделены, можно понять с помощью простой аналогии. Адрон можно представить как пузырек, внутри которого кварки движутся свободно, но выскользнуть из него не могут. Конечно, такой пузырек — всего лишь метафора, заменяющая динамическое описание сил между кварками. Более полное описание этого явления, известного как удержание, или конфайнмент (от англ. confinement — «тюремное заключение»), кварков, может быть дано только при анализе сил, действующих между частицами.

 

 

0 Коментариев

Вы можете быть первым =)

Оставить коментарий