Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ)

  Возбуждения кварковых систем происходят как за счёт изменения вращательного движения кварков (орбитальные возбуждения), так и за счёт изменения их пространств. расположения (радиальные возбуждения). В первом случае рост массы системы сопровождается изменением суммарного спина J и чётности Р системы, во втором случае увеличение массы происходит без изменения J^P . Например, мезоны с J^P = 2⁺ являются первым орбитальным возбуждением (l = 1) мезонов с J^P = 1^- . Соответствие 2⁺ мезонов и 1^- мезонов одинаковых кварковых структур хорошо прослеживается на примере многих пар частиц:

  Мезоны r' и y' — примеры радиальных возбуждений r- и y-мезонов соответственно (см. табл. 1).

  Орбитальные и радиальные возбуждения порождают последовательности резонансов, отвечающие одной и той же исходной кварковой структуре. Отсутствие надёжных сведений о взаимодействии кварков не позволяет пока производить количественные расчеты спектров возбуждений и делать какие-либо заключения о возможном числе таких возбуждённых состояний.

  При формулировке кварковой модели кварки рассматривались как гипотетические структурные элементы, открывающие возможность очень удобного описания адронов. В дальнейшем были проведены эксперименты, которые позволяют говорить о кварках как о реальных материальных образованиях внутри адронов. Первыми были эксперименты по рассеянию электронов нуклонами на очень большие углы. Эти эксперименты (1968), напоминающие классические опыты Резерфорда по рассеянию a-частиц на атомах, выявили наличие внутри нуклона точечных заряженных образований. Сравнение данных этих экспериментов с аналогичными данными по рассеянию нейтрино на нуклонах (1973—75) позволило сделать заключение о средней величине квадрата электрического заряда этих точечных образований. Результат оказался удивительно близким к величине ¹ /₂ [(² /₃ e )² +(¹ /₃e )² ]. Изучение процесса рождения адронов при аннигиляции электрона и позитрона, который предположительно идёт через последовательность процессов:  ® адроны, указало на наличие двух групп адронов, генетически связанных с каждым из образующихся кварков, и позволило определить спин кварков. Он оказался равным 1/2. Общее число рожденных в этом процессе адронов свидетельствует также о том, что в промежуточном состоянии возникают кварки трёх разновидностей, т. е. кварки трёхцветны.

  Табл. 5. — Кварковый состав барионов с J^P = ½⁺ (­­)

Частица	Состав	Частица	Состав
p	ppn		nnc
n	pnn		[pn ]c
L	[pn ]l		{p l}c
S+	pp l		{n l}c
S	{pn }l		[p l]c
S-	nn l		[n l]c
X	p ll		llc
X-	n ll		pcc
	Ppc		ncc
	{pn }c		lcc

  Табл. 6. — Кварковый состав барионов с J^P = ³ /₂

Частица	Состав	Частица	Состав
D++	{ppp }		{ppc }
D+	{ppn }		{pnc }
D	{pnn }		{nnc }
D-	{nnn }		{p lc }
S*+	{pp l}		{n lc }
S*	{pn l}		{llc }
S*-	{nn l}		{pcc }
X*	{p ll}		{ncc }
X*	{nll}		{lcc }
W-	{lll}		{ccc }

  Т. о., квантовые числа кварков, введённые на основании теоретических соображений, получили подтверждение в ряде экспериментов. Кварки постепенно приобретают статус новых Э. ч. Если дальнейшие исследования подтвердят это заключение, то кварки являются серьёзными претендентами на роль истинно Э. ч. для адронной формы материи. До длин ~ 10^-15см кварки выступают как точечные бесструктурные образования. Число известных видов кварков невелико. В дальнейшем оно может, конечно, измениться: нельзя поручиться за то, что при более высоких энергиях не будут обнаружены адроны с новыми квантовыми числами, обязанные своим существованием новым типам кварков. Обнаружение Y -мезонов подтверждает эту точку зрения. Но вполне возможно, что увеличение числа кварков будет небольшим, что общие принципы накладывают ограничения на полное число кварков, хотя эти ограничения пока неизвестны. Бесструктурность кварков также, возможно, отражает лишь достигнутый уровень исследования этих материальных образований. Однако ряд специфических особенностей кварков даёт некоторые основания предполагать, что кварки являются частицами, замыкающими цепь структурных составляющих материи.