Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее

Данная схема позволяет полностью классифицировать все известные адроны по определенному кварковому составу. Например, считают, что протон состоит из двух u- и одного d-кварка, причем его полный электрический заряд единица (+2/3 + 2/3 -1/3 = +1). Нейтрон представляется комбинацией udd (+2/3 1/3 — 1/3 = 0),? — гиперон — uds, мезоны — комбинацией кварка и антикварка (π⁺ = ud, K⁺ = us, D⁺ = cd, F⁺ = cs, Ψ = сс, Υ = bb и т. п.). Очень важно, что цвета кварков подбираются таким образом, что все наблюдаемые адроны оказываются цветонейтральными или белыми (пользуясь аналогией в смысле смешения трех чистых цветов). В этом плане цветовой заряд похож на электрический, скажем, нейтральный атом водорода можно считать смесью чистого отрицательного (электрон) и положительного (протон) электрических зарядов.

Массы кварков, нерегистрируемых в свободном состоянии, определяются лишь косвенно по анализу их связанных состояний — адронов. Поэтому речь может идти лишь о несколько неопределенной эффективной массовой характеристике. Современные данные позволяют привести, например, такой набор оценок: m_u ~ 5 МэВ, m_d ~ 7 МэВ, m_s ~ 150 МэВ, m_с ~ 1,4 ГэВ, m_b ~ 4,8 ГэВ, m_t > 20 ГэВ.

Глюоны (от англ. glue — клей) — безмассовые частицы, играющие роль кваркового клея. Именно глюоны переносят взаимодействие между кварками и удерживают последние в «безвыходной темнице» внутри адронов. Современные теоретические схемы используют 8 глюонов, которые в роли переносчиков взаимодействия похожи на фотон и промежуточные бозоны (тоже имеют спин единица и являются калибровочными бозонами). Но фотон обеспечивает электромагнитную связь, будучи сам электрически нейтральной частицей, тогда как некоторые глюоны сами несут цветовой заряд, и каждый глюон может быть источником других глюонов. 6 глюонов обеспечивают изменение кварковых цветов в процессах взаимодействия, а 2 — ответственны за взаимодействия кварков, сохраняющих цвет. По современным представлениям, глюонные силы оригинальны в том отношении, что они исчезают на очень малых расстояниях, но могут стать велики на больших.

Адроны (от греч. ћadros — тяжелый, сильный) — самое обширное семейство частиц, в которое включают и бозоны (мезоны) и фермионы (барионы), сильно взаимодействующие друг с другом. Массы и времена жизни некоторых адронов приводятся в таблице:

Таблица адронов

#

Частица Название Масса (МэВ) Время жизни (сек) или? — ширина для резонансов (МэВ)

#

Мезоны

Стабильные

π0 π-ноль-мезон 134,9739 (6) 8,4.10^-17

π± π±-мезон 139,5675 (4) 2,6030 (24).10^-8

η Эта-мезон 548,8 (6) i 8.10^-19

(Γ = (1,19 ± 0,12) кэВ)

Резонансы

ρ (770) ро-770 768,3 (5) 149,1 (2,9)

ω(783) омега-783 781,95 (14) 8,43 (10)

………… ……………… ……………… ……………

J/ψ (3097) джи-пси-мезон 3096,93 (9) 0,068 (10)

………… ……………… ……………… ……………

¡ (11020) ипсилон-мезон 11019 (8) 79 (16)

Барионы

Стабильные

p протон 938,27231 (28) (0,1 ÷ 5).10³² лет

n нейтрон 939,56563 (28) 888,6 (3,5)

Λ лямбда- гиперон 1115,63 (5) 2,632 (20).10^-10

Ω- омега-минус-гиперон 1672,43 (32) 0,822 (12).10^-10

Резонансы

N (1700) эн-1700 1700 (от 1670 до 1730) 100 (от 70 до 120)

………… ……………… ……………… ……………

Δ (1232) дельта-три-три 1232 (от 1230 до 1234) 115 (от110 до 120)

………… ……………… ……………… ……………

N (2600) эн-2600 от 2580 до 2700 C 400