 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
156
l0.2.3. Адроны
Если лептонов двенадцать, то адронов сотни; и подавляющее большинство из них резонансы, т.е.
крайне нестабильные частицы. Тот факт, что адронов существует сотни, наводит на мысль, что адроны
не элементарные частицы, а построены из более мелких частиц. Все адроны встречаются в двух
разновидностях — электрически заряженные и нейтральные. Наиболее известны и широко
распространены такие адроны, как нейтрон и протон. Остальные адроны короткоживущие и быстро
распадаются. Это класс барионов (тяжелые частицы гипероны и барионные резонансы) и большое
семейство мезонов (мезонные резонансы). Адроны участвуют в сильном, слабом и электромагнитном
взаимодействиях.
Название
Масса
Заряд
Электрон
1
-1
Мюон
206,7
-1
Тау-лептон
3536,0
-1
Электронное
0*
0
Мьюонное
0
0
Тау-нейтрино
0
0
* Имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что нейтрино все-таки обладают
небольшой массой (одна десятимиллионная массы электрона), что имеет большое значение для космологии и
теории элементарных частиц.
Существование и свойства большинства известных адронов были установлены в опытах на
ускорителях. Открытие множества разнообразных адронов в 50—60-х гг. крайне озадачило физиков. Но
со временем частицы удалось классифицировать по массе, заряду и спину. Постепенно стала
выстраиваться более или менее четкая картина. Появились конкретные идеи о том, как
систематизировать хаос эмпирических данных, раскрыть тайну адронов в целостной научной теории.
Решающий шаг был сделан в 1963 г., когда была предложена кварковая модель адронов.
10.2.4. Частицы - переносчики взаимодействий
Перечень известных частиц не исчерпывается лептонами и адронами, образующими строительный
материал вещества. В этот перечень не включен, например, фотон. Есть еще один тип частиц, которые
не являются строительным материалом материи, а непосредственно обеспечивают четыре
фундаментальных взаимодействия, т.е. образуют своего рода «клей», не позволяющий миру
распадаться на части.
Переносчиком электромагнитного взаимодействия выступает фотон. Теория электромагнитного
взаимодействия представлена квантовой электродинамикой.
Переносчики сильного взаимодействия — глюоны. Глюоны — переносчики взаимодействия между
кварками, связывающие их попарно или тройками.
Переносчики слабого взаимодействия три частицы — W
±
и Z°- бозоны. Они были открыты лишь в
1983 г. Радиус слабого взаимодействия чрезвычайно мал, поэтому его переносчиками должны быть
частицы с большими массами покоя. В соответствии с принципом неопределенности время жизни
частиц с такой большой массой покоя должно быть чрезвычайно коротким — всего лишь около 10
-26
с.
Высказывается мнение, что возможно существование и переносчика гравитационного поля —
гравитона. Подобно фотонам, гравитоны движутся со скоростью света; следовательно, это частицы с
нулевой массой покоя. Но этим сходство между гравитонами и фотонами исчерпывается. В то время
как фотон имеет спин 1, спин гравитона равен 2. Это важное различие определяет направление силы:
при электромагнитном взаимодействии одноименно заряженные частицы (электроны) отталкиваются,
а при гравитационном — все частицы притягиваются друг к другу. В принципе гравитоны можно
зафиксировать в эксперименте. Но поскольку гравитационное взаимодействие очень слабое и в
квантовых процессах практически не проявляется, то непосредственно зафиксировать гравитоны
очень сложно и пока не удалось.
Классификация частиц на лептоны, адроны и переносчики взаимодействий исчерпывает мир
известных нам субатомных частиц. Каждый вид частиц играет свою роль в формировании структуры