Элементарные частицы — страница 7

  • Просмотров 7053
  • Скачиваний 500
  • Размер файла 23
    Кб

роль в ядерной энергетике, в производстве транс­урановых элементов и радиоактивных изотопов, находят практическое применение в химическом анализе и в геологической разведке. Мезоны — адроны с целым спином Название произошло от греческого слова, озна­чающего «средний, промежуточный», поскольку массы первых открытых мезонов имели промежуточные зна­чения между массами протона и электрона. Барионный заряд мезонов равен нулю.

Лег­чайшие из мезонов — пионы, или пи-мезоны p-,p+ и p°. Их массы примерно в 6—7 раз меньше массы протона.. Более массивны стран­ные мезоны — каоны K+, К- и К°. Их массы почти в два раза меньше массы протона. Ха­рактерное время жизни этих мезонов — 10-8 с. Почти все адроны имеют античастицы. Так, барион сигма—минус S- имеет античастицу антисигма—плюс S`+, которая отлична от S+ . То же самое можно сказать и о других барионах. С мезонами дело

обстоит несколько иначе: отрицательный пион — античастица положи­тельного пиона, а нейтральный пион античасти­цы вообще не имеет, поскольку является анти­частицей сам себе. В то же время нейтральный каон K° имеет античастицу К`°. Эти факты получают объяснение в кварковой модели адронов. Мир адронов огромен — он включает более 350 частиц. Большинство их очень нестабиль­ны: они распадаются на более легкие адроны за время порядка

10–23c. Это — характерное время сильных взаимодействий; за столь ко­роткий интервал даже свет успевает пройти расстояние, равное всего лишь радиусу прото­на (10-13 см). Ясно, что столь короткоживущие частицы не могут оставить следов в детекторах. Обычно их рождение обнаруживают то косвенным признакам. Например, изучают реакцию аннигиляции электронов и позитронов с последующим рождением адронов. Изменяя энергию столкновения

электронов и позитронов, обнаруживают, что при каком-то значении энергии выход адронов вдруг резко увеличивается. Данный факт можно объяснить тем, что в промежуточном состоянии родилась частица, масса которой равна соответствующей энергии (с точностью до множителя с2). Эта частица мгновенно распадется на другие адроны, и единственным следом ее появления остается пик на графике зависимости вероятности рождения адронов от

энергии столкновения. Такие короткоживущие частицы называют резонансами. Большинство барионов и мезонов — резонансы. Они не оставляют «автографов» в камерах и на фотографиях, и все же физикам удается изучать их свойства: определять массу, время жизни, спин, четность, способы распада и т. п. По современным представлениям адроны не являются истинно элементарными частицами. Они имеют конечные размеры и сложную структуру. Барионы