Фундаментальные взаимодействия элементарных частиц
Вскоре был обнаружен целый ряд других уровней системы с
, названной чармонием. Схема известных в настоящее время уровней чармония изображена на рис. 4. Массы уровней указаны в ГэВ. Масштаб по вертикали не соблюден. Частицы, отмеченные штрихом, представляют собой радиальные возбуждения нижележащих состояний. P-состояния отвечают орбитальному моменту 
, равному нулю, а P -состояния — единице. Правый нижний индекс указывает спин мезона, верхний левый указывает спиновое состояние кварка и антикварка: 1 — синглет (сумма спинов равна нулю), 3 — триплет (сумма спинов равна единице) .
Стоматологическая медсестра обучение сестринское дело в стоматологии обучение.
Таким образом, с-кварк является очень тяжелым аналогом 
-кварка.
-кварк и другие.
В 1976 г. группа Ледермана открыла новую частицу — 
-мезон (читается: «ипсилон»), состоящий из кварков 5-го сорта, так называемых
-кварков. Заряд 
-кварка оказался равным —1/3.
b-кварк является тяжелым аналогом «нижних» d- и s-кварков, отсюда название bottom и буква b (некоторые физики предпочитают относить букву b к слову beauty — красота).
-кварк гораздо тяжелее, чем с-кварк: его масса — примерно 4,8 ГэВ.
-мезон, масса которого 9,46 ГэВ, представляет собой низшее 3
-состояние пары b
. К настоящему времени найдены также три радиально возбужденных 
уровня этой системы, которую иногда называют ипсилонием, а иногда боттонием или боттомонием: 
'(10,02), 
"(10,40) и 
(10,55).
Кроме того, найдены 2Р-уровни ипсилония. Открыты также мезоны, содержащие одиночные 
-кварки: В+=
, 
, 
, 
Массы этих мезонов таковы, что 
(более точно, 
~5,27 ГэВ).
Итак, экспериментально установлено существование трех кварков «нижнего типа», d, s, b, и двух кварков «верхнего типа», и, с.
Весной 1995 года физиков облетело известие о том, что открыт t-кварк. Это открытие попадает в разряд предсказанных.
Ароматы и поколения.
Часто говорят, что кварки различных типов отличаются друг от друга своими ароматами. Никакого отношения к привычному понятию об аромате эти кварковые ароматы не имеют. Слово «аромат» употребляется здесь как синоним слов «тип» или «сорт», оживляя своим неожиданным употреблением сухие физические тексты. Термин «аромат» удобен также ввиду подразумеваемого в нем противопоставления термину «цвет», к обсуждению которого мы приступим в следующем параграфе.
Существует, по-видимому, какая-то глубокая симметрия между кварками различных ароматов и лептонами. На существование такой симметрии указывает следующая таблица:
Именно на основе кварк-лептонной симметрии еще в 1964 г. было предсказано существование с-кварка. После открытия в 1975 г. 
-лептона на основе той же симметрии было предсказано существование 
- и 
-кварков.
Как мы увидим вскоре лептон-кварковая симметрия особенно ярко проявляется в слабых взаимодействиях. Конечно, эта симметрия не является полной: хотя разности зарядов нейтрино и заряженных лептонов равны разностям зарядов верхних и нижних кварков, сами заряды у лептонов и кварков различны.
Двенадцать лептонов и кварков естественным образом разбиваются на три группы, или, как говорят, на три поколения фундаментальных фермионов. Каждое поколение содержит четыре частицы, занимающие столбец в табличке: «верхний» и «нижний» лептоны и «верхний» и «нижний» кварки. Самые легкие частицы образуют первое поколение. В каждом из последующих поколений заряженные частицы тяжелее, чем в предыдущем.
Фермионы первого поколения, в совокупности с фотонами, являются той материей, из которой построена современная Вселенная. Из и- и d-кварков состоят нуклоны, а значит, и ядра атомов, из электронов — атомные оболочки; без электронных нейтрино не могли бы протекать реакции ядерного синтеза в Солнце и звездах. Что касается фермионов второго и третьего поколений, то их роль в современном мире кажется ничтожной. На первый взгляд, мир без них был бы ничуть не хуже. Эти частицы напоминают черновые наброски, которые Творец выбросил, как неудачные, а мы с помощью нашей изощренной техники откопали их в его мусорной корзине.
Сейчас мы начинаем понимать, что фермионы второго и третьего поколений играли важную роль в ранней Вселенной, в первые мгновения так называемого большого взрыва. В частности, число сортов (ароматов) нейтрино определило соотношение между распространенностями водорода и гелия во Вселенной. Космологические расчеты указывают на то, что число нейтринных ароматов не превышает четырех. В рамках схемы лептон-кварковых поколений это означает, что полное число кварковых ароматов не превышает восьми.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11