Rambler's Top100Astronet    
  po tekstam   po klyuchevym slovam   v glossarii   po saitam   perevod   po katalogu
 
Na saite
Astrometriya
Astronomicheskie instrumenty
Astronomicheskoe obrazovanie
Astrofizika
Istoriya astronomii
Kosmonavtika, issledovanie kosmosa
Lyubitel'skaya astronomiya
Planety i Solnechnaya sistema
Solnce

Kvarki

- material'nye ob'ekty (chasticy), iz k-ryh, po sovr. predstavleniyam, sostoyat vse adrony (bariony i mezony). Eksperimenty na uskoritelyah elementarnyh chastic pokazyvayut, chto sil'novzaimodeistvuyushie chasticy - adrony - obladayut opredelennoi strukturoi, t.e. yavl. sostavnymi ob'ektami. Predstavlenie o K. (i ih antichasticah - antikvarkah) vozniklo pervonachal'no v ramkah sostavnyh modelei adronov, pozvolyavshih opisat' vse nablyudaemye mezony, bariony i rezonansy kak razlichnye svyazannye sostoyaniya ogranichennogo nabora sostavlyayushih - K. i antikvarkov. Opisanie barionov kak svyazannyh sostoyanii treh K. trebuet, chtoby K. imeli cpin 1/2.

Osnovnye harakteristiki kvarkov
Oboznachenie Nazvanie sorta kvarka
[ego aromat]
Elektricheskii zaryad Barionnyi zaryad
ddown - vniz*-1/3+1/3
uup - vverh*+2/3+1/3
sstrange - strannyi
[strannost', S= -1]
-1/3+1/3
ccharm - ocharovannyi
[ocharovanie, C= +1]
+2/3+1/3
bbeauty - krasivyi (prelestnyi)
[krasota (prelest'), V =+1]
-1/3+1/3
ttop - verhnii**,
truth - pravdivyi
+2/3+1/3
* Nazvanie aromata otsutstvuet, i sootvetstvuyushee additivnoe kvantovoe chislo ne upotreblyaetsya.
** Obsheprinyatogo nazvaniya aromata net.

Sushestvuet, po krainei mere, pyat' sortov razlichnyh K. (sm. tabl.). Predpolagaetsya sushestvovanie shestogo K. - t-kvarka. K. prinyato harakterizovat' t.n. aromatom (strannost'yu, ocharovaniem, krasotoi, prelest'yu), t.e. specifich. zaryadom (additivnym kvantovym chislom, ne yavlyayushimsya istochnikom vzaimodeistviya). Aromat K. perenositsya na chasticy, v sostav k-ryh vhodit dannyi K. Velichina etogo zaryada pozvolyaet klassificirovat' razlichnye adrony (napr., adrony so strannost'yu -1, adrony s ocharovaniem +1). Poskol'ku K. i ego antikvark imeyut vse zaryady protivopolozhnyh znakov, v istinno neitral'nyh mezonah, sostoyashih iz K. i sootvetstvuyushih antikvarkov, aromat K. yavno ne proyavlyaetsya. Takie mezony obladayut skrytym aromatom. Napr., $j/\psi$-chastica s massoi 3,095 GeV, sostoyashaya iz ocharovannogo c-kvarka i ego antikvarka, obladaet skrytym charmom (ocharovaniem). V sil'nyh i el.-magn. vzaimodeistviyah aromat K. sohranyaetsya, t.e. sohranyaetsya polnoe chislo K. dannogo aromata minus chislo sootvetstvuyushih antikvarkov. Poetomu v processah sil'nogo i el.-magn. vzaimodeistvii strannye, ocharovannye, krasivye i t.p. chasticy mogut obrazovyvat'sya tol'ko parami. Napr., $\Lambda$-giperon, v sostav k-rogo vhodit s-kvark, obrazuetsya v adronnyh stolknoveniyah (processah sil'nogo vzaimodeistviya) tol'ko v pare s K+- ili K0-mezonami, v sostav k-ryh takzhe vhodit $\tilde{s}$-kvark. Aromat K. mozhet izmenyat'sya tol'ko v processah slabogo vzaimodeistviya. Napr., v $\beta$-raspade neitrona n$\to$p+e$^- +\tilde{\nu}_e$ proishodit prevrashenie d-kvarka neitrona v u-kvark konechnogo protona.

Pervonachal'no v sostavnyh modelyah K. vystupali skoree kak udobnyi element teoretich. opisaniya simmetrii adronov i ih vzaimodeistvii, nezheli kak real'nye fiz. ob'ekty. Vopros o real'nosti sushestvovaniya K. uslozhnyalsya tem, chto svobodnye K. ne byli obnaruzheny ni v eksperimentah na uskoritelyah, ni v kosmicheskih luchah. Etot vopros, po-vidimomu, razreshaetsya sovr. teoriei sil'nogo vzaimodeistviya - kvantovoi hromodinamikoi (KHD) (sm. Zaryad, Elementarnye chasticy). Eta teoriya osnovana na predpolozhenii, chto K. kazhdogo sorta (aromata) vystupayut v treh razlichnyh modifikaciyah, harakterizuemyh novym specifich. sv-vom - t.n. cvetom (krasnym, sinim ili zelenym). Cvet K. yavl. strogo sohranyayushimsya zaryadom, chto pozvolyaet estestvennym obrazom vvesti vzaimodeistvie mezhdu K., obuslovlennoe nalichiem u nih cvetovogo zaryada. Vzaimodeistvie K. proishodit za schet obmena kvantami cvetovogo polya - glyuonami. Napr., krasnyi K., ispuskaya glyuon, prevrashaetsya v sinii K. Poskol'ku glyuony obladayut cvetovym zaryadom, oni sami yavl. istochnikom glyuonnogo polya. Eto sv-vo glyuonov privodit k specifich. zakonu izmeneniya vzaimodeistviya K. s rasstoyaniem. Na malyh rasstoyaniyah ($\ll 10^{13}$ sm) vzaimodeistvie mezhdu K. v nuklone prakticheski otsutstvuet. S uvelicheniem rasstoyaniya mezhdu K. ih cvetovoe vzaimodeistvie rastet. Na rasstoyaniyah ~ 1013 sm cvetovoe vzaimodeistvie stanovitsya stol' sil'nym, chto prepyatstvuet dal'neishemu uvelicheniyu rasstoyaniya mezhdu K. (ili glyuonami, mezhdu k-rymi deistvuyut te zhe cvetovye sily). Tak ob'yasnyaetsya svyazyvanie ili uderzhanie (konfainment) K. i glyuonov v adronah ("nevyletanie" svobodnyh K. i glyuonov iz adronov). Cvetovoi zaryad K. (i antikvarkov), svyazannyh v adrony, polnost'yu ekraniruetsya. Adrony yavl. belymi (bescvetnymi - ne imeyushimi cvetovogo zaryada) sostavnymi chasticami.

KHD pozvolyaet opisyvat' ne tol'ko sostoyaniya adronov, no i processy vzaimodeistviya, v k-ryh oni uchastvuyut. Pri takom opisanii reakciya s uchastiem adrona rassmatrivaetsya kak sovokupnost' kvarkovyh processov. Predpolagaya, chto kvarkovye processy proishodyat odinakovo v razlichnyh adronah, mozhno poluchit' svyaz' mezhdu secheniyami reakcii razlichnyh elementarnyh chastic, k-raya horosho soglasuetsya s eksperimental'nymi dannymi. Soglasno KHD, nablyudaemye processy annigilyacii elektronov i pozitronov vysokih energii s obrazovaniem adronov proishodyat v dva etapa. Na pervom etape elektron i pozitron annigiliruyut v paru, sostoyashuyu iz bystryh K. i antikvarka. Na vtorom etape v rastushem s uvelicheniem rasstoyaniya mezhdu obrazovavshimisya K. i antikvarkom glyuonnom pole nachinaetsya rozhdenie par K. i antikvarkov. Nachal'nye K. i antikvark, vzaimodeistvuya s vtorichnymi K., antikvarkami i glyuonami, formiruyut dve strui adronov, sohranyayushie napravlenie dvizheniya nachal'nyh K. i antikvarka. Nablyudenie dvuh adronnyh strui na vstrechnyh elektron-pozitronnyh puchkah mozhet poetomu rassmatrivat'sya kak dokazatel'stvo sushestvovaniya K. i antikvarkov.

Yadernaya materiya kak sovokupnost' vzaimodeistvuyushih K. i glyuonov mozhet realizovyvat'sya v astrofizich. usloviyah pri temp-rah $>3,5\cdot 10^{12}$ K (300 MeV) ili pri plotnostyah, prevyshayushih 1015-1016 g/sm3. Takie usloviya mogut sushestvovat' v sverhplotnom veshestve v nedrah neitronnyh zvezd i na ochen' rannih stadiyah rasshireniya Vselennoi (sm. Model' goryachei Vselennoi). Esli by K. mogli sushestvovat' v svobodnom sostoyanii, to chast' kosmologich. K. mogla by sohranit'sya vo Vselennoi k nastoyashemu vremeni. Raschety koncentracii etih reliktovyh svobodnyh K. v sovr. Vselennoi pokazali, chto predpolozhenie o vozmozhnosti sushestvovaniya svobodnyh K. protivorechit vytekayushim iz nablyudenii ogranicheniyam na ih dopustimuyu koncentraciyu. Etot rezul'tat stal odnim iz vazhneishih argumentov v pol'zu gipotezy ob otsutstvii K. v svobodnom sostoyanii.

V processah sil'nogo, slabogo i el.-magn. vzaimodeistvii polnoe chislo K. (kolichestvo K. minus kolichestvo antikvarkov) dolzhno sohranyat'sya vsledstvie sohraneniya barionnogo zaryada v etih vzaimodeistviyah. Odnako v razvivayushihsya v poslednee vremya modelyah edinoi teorii polya predskazyvaetsya sushestvovanie novyh tipov processov vzaimodeistviya elementarnyh chastic, ne sohranyayushih chislo K. i, sledovatel'no, barionnyi zaryad. Tak, predskazyvaetsya process $u+u\to {\rm e}^+\tilde{d}$, k-ryi mozhet vyzyvat' raspad protona s vremenem zhizni $\tau_p > 10^{31}$ let (sm. Velikogo ob'edineniya modeli).

(M.Yu. Hlopov)


Glossarii Astronet.ru


A | B | V | G | D | Z | I | K | L | M | N | O | P | R | S | T | U | F | H | C | Ch | Sh | E | Ya 
Publikacii s klyuchevymi slovami: kvarki - kvantovaya hromodinamika
Publikacii so slovami: kvarki - kvantovaya hromodinamika
Karta smyslovyh svyazei dlya termina KVARKI
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >>

Ocenka: 2.9 [golosov: 84]
 
O reitinge
Versiya dlya pechati Raspechatat'

Astronet | Nauchnaya set' | GAISh MGU | Poisk po MGU | O proekte | Avtoram

Kommentarii, voprosy? Pishite: info@astronet.ru ili syuda

Rambler's Top100 Yandeks citirovaniya