Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

АДРО́НЫ

  • рубрика

    Рубрика: Физика

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 1. Москва, 2005, стр. 246

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: Л.Б. Окунь

АДРО́НЫ (от греч. ἁδρός – боль­шой, силь­ный), час­ти­цы, уча­ст­вую­щие в силь­ных взаи­мо­дей­ст­ви­ях. К А. от­но­сят­ся ме­зо­ны и ба­рио­ны (в т. ч. про­тон и ней­трон). А. сле­ду­ет от­ли­чать от атом­ных ядер, ко­то­рые со­сто­ят из двух и боль­ше­го чис­ла ну­кло­нов. А. не эле­мен­тар­ны, они со­сто­ят из квар­ков. Наи­бо­лее хо­ро­шо изу­чен­ные ба­рио­ны со­сто­ят из трёх квар­ков, а ме­зоны – из квар­ка и ан­ти­квар­ка, «скле­енных» глюо­на­ми. Все из­вест­ные А. состо­ят из шес­ти ти­пов (или, как час­то го­во­рят, аро­ма­тов) квар­ков, обо­зна­чае­мых бу­к­ва­ми $u, d, s, c, b, t$. Ну­кло­ны со­сто­ят из са­мых лёг­ких квар­ков: $u$ и $d$ (так, про­тон p и ней­трон n пред­став­ля­ют­ся в ви­де $p=uud, n=ddu$). Ба­рио­ны, со­дер­жа­щие бо­лее тя­жё­лые квар­ки $(s, c, b)$, на­зы­ва­ют ги­пе­ро­на­ми. Взаи­мо­дей­ст­вие глюо­нов с квар­ка­ми и глюо­нов с глюо­на­ми обу­слов­ле­но на­ли­чи­ем у квар­ков, ан­тик­вар­ков и глюо­нов спе­ци­фич. за­ря­дов, на­зы­вае­мых цвет­ны­ми за­ря­да­ми (или цве­том). Тео­рия, опи­сы­ваю­щая эти взаи­мо­дей­ст­вия, на­зы­ва­ет­ся кван­то­вой хро­мо­ди­на­ми­кой (КХД). Кварк ка­ж­до­го аро­ма­та су­ще­ст­ву­ет в ви­де трёх цве­то­вых раз­но­вид­но­стей (крас­ный, жёл­тый, си­ний). Цве­та ан­тик­вар­ков до­пол­ни­тель­ны (оран­же­вый, зе­лё­ный, фио­ле­то­вый). Ка­ж­дый из вось­ми глюо­нов не­сёт двой­ной цве­то­вой заряд, напр. крас­но-оран­же­вый, жёл­то-си­ний и т. д. На­зва­ния цве­тов ус­лов­ны, но при­ве­дён­ный вы­ше вы­бор в со­от­вет­ст­вии с при­ня­той в оп­ти­ке тер­ми­но­ло­ги­ей удо­бен тем, что при этом ад­ро­ны (не об­ла­да­ю­щие цве­то­вы­ми за­ря­да­ми) ес­те­ст­вен­но на­зы­вать бес­цвет­ны­ми или бе­лы­ми час­ти­ца­ми. Цвет­ные час­ти­цы – квар­ки, ан­тик­вар­ки, глюо­ны – как бы за­клю­че­ны внут­ри бе­лых А. Это яв­ле­ние на­зы­ва­ют кон­файн­мен­том. По­сле­до­ва­тель­ная тео­рия кон­файн­мен­та в рам­ках КХД по­ка не по­строе­на. След­ст­вием кон­файн­мен­та яв­ля­ет­ся то, что в столк­но­ве­ни­ях А. вы­со­ких энер­гий друг с дру­гом или с др. час­ти­ца­ми – фо­то­на­ми или леп­то­на­ми – ро­ж­да­ют­ся А., но не сво­бод­ные квар­ки и глюо­ны.

На ус­ко­ри­те­лях час­тиц вы­со­ких энер­гий ве­дут­ся по­ис­ки т. н. эк­зо­ти­че­ских А., струк­ту­ра ко­то­рых бо­лее слож­на, чем три квар­ка в слу­чае ба­рио­нов и кварк–ан­тик­варк в слу­чае ме­зо­нов. Эк­зо­тич. ме­зо­ны, со­стоя­щие толь­ко из глюо­нов, на­зы­ва­ют­ся глю­бо­ла­ми. А., со­дер­жа­щие в до­пол­не­ние к ми­ним. чис­лу квар­ков ещё и глю­он, на­зы­ва­ют­ся гиб­ри­да­ми. Т. к. элек­трич. за­ряд глюо­нов ра­вен ну­лю и они не об­ла­да­ют аро­ма­том, глю­бо­лы долж­ны быть элек­три­чески ней­траль­ны, а гиб­ри­ды долж­ны иметь тот же аро­мат, что и со­ответст­вую­щий А., не со­дер­жа­щий до­полнит. глюо­на. Вме­сто до­пол­нительного глю­она эк­зо­тический А. мо­жет со­дер­жать па­ру кварк–ан­тик­варк (напр., $u\bar u$ или $d\bar s$, где чёр­точ­ка над сим­во­лом квар­ка оз­на­ча­ет антик­варк). В пер­вом слу­чае аро­мат эк­зо­тического А. сов­па­да­ет с аро­ма­том ос­нов­но­го, во вто­ром от­ли­ча­ет­ся от не­го.

Ис­то­ри­че­ски пер­вы­ми изу­чен­ны­ми А. бы­ли ну­кло­ны (про­тон и ней­трон) и са­мые лёг­кие из ме­зо­нов – пи-ме­зо­ны, от­кры­тые в 1947. В 1950-х гг. от­кры­ты стран­ные час­ти­цы. Их изу­че­ние и сис­те­ма­ти­за­ция при­ве­ли в 1964 к соз­да­нию квар­ко­вой мо­де­ли А., а $s$-кварк, вхо­дя­щий в со­став стран­ных час­тиц, по­лу­чил на­зва­ние стран­но­го квар­ка. В 1974 от­крыт пер­вый ме­зон, со­дер­жа­щий оча­ро­ван­ные кварк $c$ и $\bar c$ ан­тик­варк (см. Оча­ро­ван­ные час­ти­цы). Та­кие ме­зо­ны на­зва­ны ме­зо­на­ми со скры­тым оча­ро­ва­ни­ем (чар­мом). Вслед за этим от­кры­ты ме­зоны с яв­ным оча­ро­ва­ни­ем, ти­па $с\bar u$ или $c\bar d$. В 1976 от­кры­ты пер­вые ме­зо­ны ти­па $b\bar b$, а за­тем ме­зо­ны ти­па $b\bar u$, $b\bar d$, $b\bar s$ и др. В 1984 на про­тон-ан­ти­про­тон­ном кол­лай­де­ре ро­ж­де­ны па­ры са­мых тя­жё­лых квар­ков $t$ и $\bar t$. Мас­са $t$-квар­ка ок. 175 ГэВ, его вре­мя жиз­ни на­столь­ко ма­ло (по­ряд­ка 10–24 с), что он не ус­пе­ва­ет об­ра­зо­вать со­от­вет­ст­вую­щие ад­ро­ны ни с $\bar t$-квар­ком, ни с бо­лее лёг­ки­ми квар­ка­ми, со­про­во­ж­даю­щи­ми его ро­ж­де­ние.

Лит.: Окунь Л. Б. Фи­зи­ка эле­мен­тар­ных час­тиц. 2-е изд. М., 1988.

Вернуться к началу