Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (читаем бесплатно книги полностью .txt) 📗

  Барионы и мезоны подразделяются на уже упоминавшиеся совокупности: обычных (нестранных) частиц (протон, нейтрон, p-мезоны), странных частиц (гипероны, К-мезоны) и очарованных частиц. Этому разделению отвечает наличие у адронов особых квантовых чисел: странности S и очарования (английское charm) Ch с допустимыми значениями: 151 = 0, 1, 2, 3 и |Ch | = 0, 1, 2, 3. Для обычных частиц S = 0 и Ch = 0, для странных частиц |S | ¹ 0, Ch = 0, для очарованных частиц |Ch | ¹ 0, а |S | = 0, 1, 2. Вместо странности часто используется квантовое число гиперзаряд Y = S + В, имеющее, по-видимому, более фундаментальное значение.

  Уже первые исследования с обычными адронами выявили наличие среди них семейств частиц, близких по массе, с очень сходными свойствами по отношению к сильным взаимодействиям, но с различными значениями электрического заряда. Протон и нейтрон (нуклоны) были первым примером такого семейства. Позднее аналогичные семейства были обнаружены среди странных и (в 1976) среди очарованных адронов. Общность свойств частиц, входящих в такие семейства, является отражением существования у них одинакового значения специального квантового числа — изотопического спина I, принимающего, как и обычный спин, целые и полуцелые значения. Сами семейства обычно называются изотопическими мультиплетами. Число частиц в мультиплете (п ) связано с I соотношением: n = 2I + 1. Частицы одного изотопического мультиплета отличаются друг от друга значением «проекции» изотопического спина I₃ , и соответствующие значения Q даются выражением:

  Важной характеристикой адронов является также внутренняя чётность Р, связанная с операцией пространств, инверсии: Р принимает значения ±1.

  Для всех Э. ч. с ненулевыми значениями хотя бы одного из зарядов О, L, В, Y (S ) и очарования Ch существуют античастицы с теми же значениями массы т, времени жизни t, спина J и для адронов изотопического спина 1, но с противоположными знаками всех зарядов и для барионов с противоположным знаком внутренней чётности Р. Частицы, не имеющие античастиц, называются абсолютно (истинно) нейтральными. Абсолютно нейтральные адроны обладают специальным квантовым числом — зарядовой чётностью (т. е. чётностью по отношению к операции зарядового сопряжения ) С со значениями ±1; примерами таких частиц могут служить фотон и p.

  Квантовые числа Э. ч. разделяются на точные (т. е. такие, которые связаны с физическими величинами, сохраняющимися во всех процессах) и неточные (для которых соответствующие физические величины в части процессов не сохраняются). Спин J связан со строгим законом сохранения момента количества движения и потому является точным квантовым числом. Другие точные квантовые числа: Q,L, В; по современным данным, они сохраняются при всех превращениях Э. ч. Стабильность протона есть непосредственное выражение сохранения В (нет, например, распада р ® е⁺ + g). Однако большинство квантовых чисел адронов неточные. Изотопический спин, сохраняясь в сильных взаимодействиях, не сохраняется в электромагнитных и слабых взаимодействиях. Странность и очарование сохраняются в сильных и электромагнитных взаимодействиях, но не сохраняются в слабых взаимодействиях. Слабые взаимодействия изменяют также внутреннюю и зарядовую чётности. С гораздо большей степенью точности сохраняется комбинированная чётность СР, однако и она нарушается в некоторых процессах, обусловленных слабыми взаимодействиями. Причины, вызывающие несохранение многих квантовых чисел адронов, неясны и, по-видимому, связаны как с природой этих квантовых чисел, так и с глубинной структурой электромагнитных и слабых взаимодействий. Сохранение или несохранение тех или иных квантовых чисел — одно из существенных проявлений различий классов взаимодействий Э. ч.

  Табл. 1. — Основные элементарные частицы и их характеристики

Частица

Античастица

Масса, Мэв

J P

I , Y , Ch

Время жизни, сек , ширина, Мэв (*)

Фотон

g

0

1-

—

стабилен

Лептоны

e-

e+

0,511003(1)

½

—

стабильны

n

ñe

0(<3 ×10-5 )

½

—

стабильны

m-

m+

105,6595(3)

½

—

2,19713(7)×10-6

n

ñm

0(<0,4)

½

—

стабильны

t-

t+

1900(100)

½

—

?

n

ñt

<600

½

—

?

Мезоны (В=0)

p+

p-

-

ö

1,0,0

2,603(2)×10-8

p

0,83(6)×10-16

*

r+

r

r-

773(3)

1-

152(3)

*

B+

B

B-

1230(10)

1+

125(10)

*

1310(5)

2+

ý

102(5)

*

r’+

r’

r’-

1600

1-

~400

*

g+

g

g-

1690(20)

3-

180(30)

*

S+

S

S-

1940

4+

ø

54

h

548,8(6)

-

ö

0,0,0

7(1)×10-19

*

w

782,7(3)

1-

10,0(4)

*

h’

957,6(3)

-

<1

*

j

1019,7(3)

1-

4,1(2)

*

f

1270(5)

2+

180(20)

*

f’

1516(3)

2+

40(10)

*

w’

1667(10)

3-

140(10)

*

h

2020(25)

4+

ý

180(50)

*

hc

2820(20)

- ?

?

*

y

3095(4)

1-

0,069(15)

*

y’

3684(5)

1-

0,228(56)

*

y’’

3772(6)

1-

28(5)

*

y’’’

4414(7)

1-

33(10)

*

¡

9410(10)

1- ?

?

*

¡’

10060(30)

1- ?

ø

?

493,71(4)

0

ö

½,1,0

1,237(3)×10-8

497,7(1)

*

892,2(5)

1

ý

50(1)

*

1242(10)

1

127(25)

*

1421(3)

2

100(10)

*

1765(10)

?

ø

140(50)

*

1868,4(9)

-

ö

½,-⅓,1

?

1863,3(9)

-

ý

?

*

2009(1)

1-

?

*

2006(1,5)

1-

ø

?

Барионы (ïВ÷=1)

p

p̃

½+

ö

½,1,0

стабильны

n

ñ

918(14)

*

1470

½+

~200

*

1520

3 ∕2-

ý

~125

*

1688

5 ∕2+

~140

*

2190

7 ∕2-

~250

*

2220

9 ∕2+

ø

~300

*

1232

3 ∕2+

ö

3 ∕2 ,1,0

~110

*

1650

½-

ý

~140

*

1890

5 ∕2+

~250

*

1950

7 ∕2+

ø

~220

*

L

L̃

1115,60(5)

½+

0,0,0

2,58(2)×10-10

*

L1

L̃1

1405(5)

½-

40(10)

*

L2

L̃2

1518(2)

3 ∕2-

16(2)

*

L3

L̃3

1820(5)

5 ∕2+

85

*

L4

L̃4

2100

7 ∕2-

250

S+

S̃+

ö

1,0,0

0,800(6)×10-10

S

S̃

½+

<1×10-14

S-

S̃-

1,482(17) 10-10

*

S*+

S*

S*-

S̃*+

S̃*

S̃*-

1383(1)

3 ∕2+

ý

35(2)

*

1670(10)

3 ∕2-

~50

*

1765(5)

5 ∕2-

~120

*

2030

7 ∕2+

ø

~180

X

X̃

ö

½,—1,0

2,96(12) 10-10

X-

X̃-

½+

1,65(2) 10-10

*

X*

X*-

X̃*

X̃*-

1531,8(3)

3 ∕2+

ý

9,1(5)

*

X

1820

?

ø

~60

W-

W̃-

1672,2(4)

3 ∕2+

0,—2,0

1,3(2) 10-10

2260(10)

½?

0,—2 ∕3 ,1

<75?

2450

½?

1,—2 ∕3 ,1

?