Большая Советская энциклопедия (РЕ)

(форма которого совпадает, например, с зависимостью квадрата амплитуды колебаний от частоты w в механической системе при изменении w в окрестности резонансной частоты). Энергия Е, соответствующая максимуму сечения s = s₀, сопоставляется с массой Р. М (по формуле относительности теории М = E₀/c². В физике элементарных частиц массу принято выражать в энергетических единицах, т. е. считать с = 1; тогда М = E₀). Величина Г является полной шириной максимума в энергетической шкале.

  Первый Р. был открыт в начале 50-х гг. Э. Ферми с сотрудниками при изучении процесса взаимодействия p⁺мезонов с протонами на протонном циклотроне в Чикаго (США). Этот Р. —D₃,₃ в современных обозначениях (первая цифра индекса у символа Р. означает удвоенный изотопический спин I частицы, вторая — её удвоенный спин J) — можно представлять себе как возбуждённое состояние нуклона (N), в которое последний переходит, поглотив p-мезон (пион). Собственная масса Р. D₃,₃, равная полной энергии системы N + p в системе центра инерции (с. ц. и. ) этих частиц, М = (1233 ± 3) Мэв, а время жизни t = 5,7×10^-24 сек. Величина, обратная t, определяет вероятность распада частицы. Вместо времени жизни в физике Р. чаще используют полную энергетическую ширину G, которая связана с t соотношением t , (вытекающим из неопределённостей соотношения для энергии и времени). Р. D₃,₃ имеет полную ширину Г = (116 ± 6) Мэв, спин J = ³/₂ и изотопический спин I = ³/₂.

  В квантовомеханической амплитуде T₃,₃(E) pN-pacceяния в состоянии с I = J = ³/₂ этот Р. проявляется в виде т. н. брейт-вигнеровского вклада

,     (2)

квадрат модуля которого пропорционален выражению (1). Здесь Е — полная энергия системы pN в с. ц. и. Распадается D₃,₃ только на p-мезон и нуклон. Т. о., реакции образования и распада D₃,₃ взаимно-обратны: p + N Û D₃,₃. Р., обладающие этим свойством, называются упругими. Р., которые могут распадаться двумя и более способами (каналами), называются неупругими. Большое количество Р. было открыто в 1-й половине 60-х гг. в экспериментах, выполненных на протонных ускорителях.

  Р. делятся на 2 группы: а) барионные резонансы, обладающие барионным зарядом (В = 1) и распадающиеся на мезоны и один стабильный барион; б) мезонные (или бозонные) резонансы, распадающиеся на мезоны (В = 0). Р. с ненулевой странностью называемые странными Р.

  Основные методы обнаружения Р. таковы. а) Максимум в полном эффективном сечении рассеяния. В полном эффективном сечении наблюдается колоколообразный максимум s(E) ~ êТ_БВ(Е)ï², положение и полная ширина которого в шкале Е равны М и Г соответственно. Этот метод, однако, не позволяет провести полного определения квантовых чисел Р., в частности спина.

  б) Фазовый анализ. Здесь исходными измеряемыми величинами являются дифференциальные сечения упругого рассеяния, т. е. сечения, измеряемые как функции угла рассеяния J и полной энергии Е. Квантовомеханическая амплитуда рассеяния T(J, Е) затем разлагается в ряд по сферическим функциям, а в простейшем бесспиновом случае — по полиномам Лежандра P_l(cos J):

T(J, E) =      (3)

Коэффициенты T_l(E) этого разложения — парциальные волны рассеяния с орбитальным (угловым) моментом, равным целому положительному числу l — определяются из экспериментальных данных как комплексные функции действительного переменного Е. Р. со спином J = l проявляется в виде брейт-вигнеровского вклада (2) в T_l(E). Этот метод позволяет определять все характеристики Р. (массу, ширину, спин, чётность и т. д. ).

  Методы а) и б) используются в основном для обнаружения барионных Р.

  в) Метод максимумов в массовых распределениях используется при обработке данных по неупругим реакциям вида а + b ® c₁ + c₂+ ... + c_n, когда в результате соударения двух частиц а и b возникает n частиц (n ³ 3). Здесь строят распределения числа событий с двумя (или несколькими) выделенными в конечном состоянии частицами, например c₁, c₂, в зависимости от суммарной энергии этих частиц в их с. ц. и.; в этой системе суммарная энергия E₁₂ = E₁ + E₂ определяет т. н. «эффективную массу» M₁₂ пары частиц c₁ + c₂. Распределение по M₁₂ называется массовым распределением. Максимум в массовом распределении около среднего значения M₁₂ = М* интерпретируется как Р. с массой М*, который может распадаться на частицы c₁ и c₂. Данный метод можно успешно применять и в тех случаях, когда Р. распадается на сравнительно большое число частиц.

  Вариантом этого метода может считаться метод «недостающей массы». Он используется в тех случаях, когда, например n = 3, и регистрировать частицу c₃ легче, чем частицы c₁ и c₂. Энергию пары частиц c₁, c₂ вычисляют по разности E₁₂ = Е_ав — E₃ (как «недостающую» энергию). Р. проявляется как максимум в распределении по «недостающей» массе. Метод массовых распределений — основной способ обнаружения мезонных Р.