Реферат: Теория кварков: от М. Гелл-Манна и Д. Цвейга до наших дней - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Теория кварков: от М. Гелл-Манна и Д. Цвейга до наших дней

Банк рефератов / Физика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 2198 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

21 Министерство образования и науки Республики Казахстан Карагандинский Государственный Университет им. Е.А. Букетова Кафедра радиофизики и электроники РЕФЕРАТ по ядерной физике на тему «Теория кварков: от М. Гелл-Манна и Д. Цвейга до наших дней» Подготовила: студентка гр. ФОР-31 Ютландова А.Ю. Проверил: Лебедев Е.Д. Караганда, 2005 План Введение 3 1 . История открытия кварков 5 3. Характеристики кварков 9 4. Примеры кварковых схем 10 5. Цвет 11 6 . Странные частицы, s-кварк 12 6. Очарованные частицы, с-кварк 14 7. Красивые частицы, b-кварк 16 8. Топ-кварк 17 Список использованных источников 20 Введение Уже давно в школьные учебники вошли утверждения, что вещество с о стоит из молекул, молекулы - из атомов, которые представляют собой план е тарные системы, где электроны по определенным орбитам вращаются вокруг ядер. Сами ядра состоят из элементарных частиц: протонов и нейтронов. Вопрос о том, как устроен этот мир, был основным вопросом физики на протяжении всей истории человечества. Он имеет много граней и, если вдуматься, то оказывается, что совсем непросто даже грамотно поставить его. Огромной заслугой древних мыслителей явилась его конструктивная формулировка. Именно, среди его множества граней они вычленили основ о полагающую проблему - проблему конечной и бесконечной делимости мат е рии. По этому кардинальному вопросу древние мыслители – в основном древние греки, не имея способов его экспериментального решения, раздел и лись на два лагеря. Одни из них считали, что мир является бесконечно дел и мым. Впоследствии эта концепция явилась основой введения в физику пре д ставления о непрерывной среде. В рамках второго течения мысли считалось, что в процессе деления материи мы неизбежно достигнем предела, дальше которого деление становится невозможным. Эти конечные кирпичики мат е рии были названы Демокритом атомами. В настоящее время мы знаем, что в конечном счете прав оказался Демокрит, и непостижимое разнообразие мира основывается, как это ни странно, на конечном числе элементарных сущн о стей. Однако, скорее всего, в данном случае следует подчеркивать не победу одной из этих концепций, а чрезвычайную плодотворность обеих течений мысли. Достаточно, например, сказать, что математическое представление о “сплошной среде” – непрерывного пространства - строится как предельное множество “атомов” – точек, не имеющих собственных размеров. Весь девятнадцатый век прошел под знаком триумфального шествия атомизма. Было установлено существование атомов и молекул; Д.И. Менд е леевым была открыта периодическая система, которая впервые показала с у ществование симметрии в микромире и, как мы теперь понимаем, в действ и тельности указывала на какие - то более глубокие симметрийные свойства мира. Второй гранью вопроса о строении мира является вопрос о движении (динамике) и взаимодействии конечных структурных единиц материи. В XIX веке основой рассмотрения этих вопросов была ньютоновская классическая физика. На микроскопическом уровне основной чертой этой физики являе т ся способ задания состояний точечных атомов - в любой момент времени они задаются значениями их координат и импульсов. В настоящее время мы знаем, что атомы и молекулы, как последние структуры с определенными химическими свойствами, не являются коне ч ными кирпичиками мироздания: есть более фундаментальные составляющие – атомные ядра, нуклоны и, в конце концов, кварки, лептоны и носители вз а имодействий. Однако на рубеже XIX и XX столетий не было инструментов, с помощью которых можно было бы обнаружить эти более глубокие структу р ные объекты. Поэтому развитие физики происходило более естественным образом: началось интенсивное исследование структуры атомов и очень быстро были открыты атомные ядра и создана физическая теория - квантовая механика, без которой нельзя понять главных закономерностей структуры атомов и молекул. Так вот обилие элементарных частиц и наблюдающиеся симметрии в их свойствах позволили сначала предположить, а затем обнаружить в эксп е риментах, что большинство элементарных частиц вовсе не элементарны, а состоят из более простых объектов: кварков и антикварков. Кварков всего шесть сортов, правда, в каждом сорте по три кварка, которые отличаются н о вым квантовым числом, названным цветом. Понятия о кварках и их свойствах, конечно, непросты и непривычны. Это мировоззренческое достижение современной физики, и потому оно с неизбежностью должно получить развитие в современной науке. 1 . История открытия кварков К середине шестидесятых годов число обнаруженных сильновзаим о действующих элементарных частиц - адронов перевалило за 100. Возникла уверенность, что наблюдаемые частицы не отражают предельный элемента р ный уровень материи. В 1964 году независимо друг от друга М. Гелл-Манн и Д. Цвейг пре д ложили модель кварков - частиц, из которых могут состоять адроны. Эксп е рименты по рассеянию электронов на нуклонах показали, что нейтрон и пр о тон в отличие от электрона имеют сложную внутреннюю структуру. Поэтому гипотеза о новых фундаментальных частицах, из которых можно строить а д роны, казалась вполне правдоподобной. Однако для того чтобы объяснить наблюдаемые свойства адронов, кваркам пришлось приписать довольно необычайные свойства. Кварки должны были иметь дробный электрический заряд +2/3 или -1/3. u-кварк имеет электрический заряд +2/3, d- и s-кварки имеют электр и ческие заряды – 1/3. Барионы "конструировались" из трех кварков, мезоны "конструиров а лись" из кварка и антикварка. Все обнаруженные до 1974 г. адроны можно было описать, составляя их из кварков всего лишь трех типов - u, d, s. Так, например, протон состоит из uud кварков, нейтрон состоит из udd кварков. -гиперон - из uds. K + мезон состоит из . K - мезон - из кварков. При этом трехкварковая модель адронов казалась достаточно замкн у той - практически каждой комбинации кварков соответствовала обнаруже н ная частица. 1974 год завершился для физиков сенсацией. Одновременно две гру п пы физиков объявили о наблюдении новой частицы. Теперь ее называют -мезоном. Масса обнаруженной частицы была ~3,1 ГэВ. Причиной сенсации было необычайно большое время жизни -мезона. Оказалось, что ее время жизни почти в 1000 раз больше, чем у известных частиц такой массы. Дал ь нейшие исследования показали, что причиной такого долгожития является то, что в ее состав входит новый неизвестный ранее с-кварк, названный оч а рованным кварком. Было высказано предположение, что это мезон, с о стоящий из с-кварка и с-антикварка, т.е. это частица со скрытым очарован и ем. Так же как с s-кварком связано квантовое число s - странность, с-кварк несет новое квантовое число c, названное charm или очарование. Очарова н ный кварк должен порождать новое семейство адронов, имеющих в своем с о ставе с-кварк или -антикварк. Все эти частицы тяжелые, т.к. масса очар о ванного кварка больше массы странного кварка. Так кварков стало 4, но на этом открытие новых кварков не завершилось. В 1977 году были открыты нейтральные мезоны с массами около 10 ГэВ. Они получили название ипсилон-мезонов. Так же как и -мезоны они наблюдались в реакции образования мюонных пар в протон-ядерных столкновениях и на электронно-позитронных коллайдерах и также как -мезоны они были долгоживущие (ширина распада -мезона 53 кэВ). Это означало открытие пятого кварка b (от bottom). В состав -мезона входят b-кварк и -антикварк и он обладает скрытой красотой. После почти двадцатилетних поисков, в 1995 году был открыт шестой, самый "тяжелый" кварк - t-кварк. Таким образом, на этом этапе развития наших представлений о стру к туре материи на первый план выходят "новые элементарные частицы" - ква р ки. Все известные в настоящее время адроны могут быть сконструированы из этих шести кварков. Каждый кварк имеет еще одно квантовое число цвет, к о торое может принимать три значения: красный, синий, зеленый. Это чисто условные названия. Главное, что каждый кварк имеет еще одно дополн и тельное квантовое число, которое может принимать три значения. Сильное взаимодействие кварка не зависит от его цветового состояния, т.е. оно од и наково для всех трех цветов. Так появилась еще одна симметрия – цветовая симметрия сильного взаимодействия. Передний край физики микромира сместился на новый уровень - в о б ласть физики кварков и лептонов. На современном уровне познания кварки и лептоны считаются фундаментальными частицами вещества. Они имеют п о луцелый спин и являются фермионами. 2. Основные положения составной модели адронов - модели кварков - Все сильновзаимодействующие частицы состоят из кварков; кварки являются фермионами; по современным представлениям они бесструктурны. - Кварки имеют внутренние квантовые числа: электрический заряд Q, спин 1/2, четность P, барионное число B, изоспин I, проекцию изоспина I 3 , странность s, шарм c, bottomness b, topness t (совокупность этих внутренних квантовых чисел, характеризующих определенный тип кварка, называется также "ароматом" кварка), цвет. - Квантовые числа кварков определяют характеристики адронов. - Барионы (фермионы с барионным числом B = 1) строятся из трех кварков. - Антибарионы (фермионы с барионным числом B = -1) строятся из трех антикварков. - Мезоны (бозоны с барионным числом B = 0) строятся из кварка и а н тикварка. - Число цветов кварков равно трем - красный, зеленый, синий. - Известные барионы и мезоны – бесцветны. - Кварки в адронах связаны глюонами. - Кварки участвуют в электромагнитных взаимодействиях, излучая или поглощая -квант, при этом не изменяется ни цвет, ни тип (аромат) кварков (см. рис. 1). Рис. 1. Вершина электромагнитного взаимодействия кварков - Кварки участвуют в слабых взаимодействиях, излучая или поглощая или Z-бозоны, при этом может изменяться тип (аромат) кварка, но цвет кварка при этом остается без изменения (см. рис. 2). Рис. 2. Вершины слабого взаимодействия кварков - Кварки участвуют в сильных взаимодействиях, излучая или поглощая глюон g, при этом изменяется цвет кварка, а его тип (аромат) остается неи з менным (см. рис. 3). Рис. 3. Вершина сильного взаимодействия кварков - Каждому адрону приписывается определенная внутренняя четность. Внутреннюю четность адрона легко получить, воспользовавшись следующ и ми правилами: Правило 1. Четность кварка равна +1 и не зависит от типа кварка. Правило 2. Четность антикварка равна -1 и не зависит от типа кварка. Правило 3. Внутренняя четность адрона равна произведению четностей входящих в его состав кварков, умноженному на , где L-орбитальные моменты кварков в составе адрона, т.е. совершенно аналогично тому, как п о лучается четность состояний в модели оболочек для системы нуклонов. Кварковая модель позволяет качественно описать структуру адронов, получить их квантовые числа. Особое место занимают мезоны для которых кварковая модель позволяет количественно рассчитать спектры масс. Это с е мейства мезонов, состоящие из тяжелых кварков - чармоний (c ) и боттом о ний (b ). Спектры их подобны спектрам водородоподобных атомов. Изуч е ние подобных систем (кваркония) позволяет получить важную информацию о природе сильного взаимодействия. На рис. 4 показана система уровней чармония и переходы между ними. Характерный масштаб возбуждения составляет сотни МэВ, что существенно меньше массы с-кварка. Следовательно, можно воспользоваться тем, что движение нерелятивистское и для описания кваркония использовать уравн е ние Шредингера. В таком подходе кварконий можно рассматривать как с и стему двух кварков, движущихся в потенциале V(r). Состояния кваркония и волновые функции определяются как решения станционарного уравнения Шредингера. Рис. 4. Система уровней чармония и переходы между состояниями Для описания спектроскопии кваркония удалось найти простой поте н циал V(r). На малых расстояниях (r << 10 -13 см) потенциал, аналогично кул о новскому имеет вид V(r) ~ 1/r. Поскольку кварки не наблюдаются в свобо д ном состоянии, потенциал должен их эффективно "запирать" на расстояниях масштаба радиуса адрона (~10 -13 см), т.е. на больших расстояниях потенциал должен расти (V(r) ~ r). Потенциал имеет вид , где , , - константы. Константы удалось подобрать так, что потенциал о д новременно хорошо описывает спектры масс как (c ), так и (b ). Частицы, которые связывают между собой кварки в адроны, были названы глюонами. Глюоны являются квантами сильного поля. Глюоны я в ляются бозонами и имеют спин 1. Однако в отличие от фотонов, для того чтобы быть переносчиками цветового взаимодействия они должны обладать цветом и антицветом. Число различных типов глюонов 8, так как одна цвет о вая комбинация является бесцветной, т.е. не имеет цветового зар я да. По аналогии с квантовой электродинамикой теория взаимодействия цве т ных объектов была названа квантовой хромодинамикой. Взаимодействие между кварками путем обмена глюонами является истинно сильным взаим о действием. В отличие от фотонов, которые электрически нейтральны, глю о ны имеют цветовой заряд, поэтому должны сами испускать и поглощать глюоны. Это приводит к принципиально новому поведению системы кварков и глюонов. При увеличении расстояния между кварками и глюонами их энергия взаимодействия возрастает. В результате не наблюдается свободных кварков и глюонов; они "заперты" внутри бесцветных адронов (конфай н мент). Ядерное взаимодействие между нуклонами является производным от истинно сильного взаимодействия, по аналогии с силами Ван-дер-Ваальса, связывающими атомы в молекулы и являющимися производными от истинно электромагнитных взаимодействий, действующих между заряженными ч а стицами. 3. Характеристики кварков Квантовые числа кварков приведены в таблице. Характеристика Тип кварка d u s c b t Электрический заряд Q -1/3 +2/3 -1/3 +2/3 -1/3 +2/3 Барионное число B 1/3 1/3 1/3 1/3 1/3 1/3 Спин J 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 Четность P +1 +1 +1 +1 +1 +1 Изоспин I 1/2 1/2 0 0 0 0 Проекция изоспина I 3 -1/2 +1/2 0 0 0 0 Странность s 0 0 -1 0 0 0 Charm c 0 0 0 +1 0 0 Bottomness b 0 0 0 0 -1 0 Topness t 0 0 0 0 0 +1 Масса в составе адрона, ГэВ 0.33 0.33 0.51 1.8 5 180 Масса "свободного" кварка, ГэВ 0.007 0.005 0.15 1.3 4.1-4.4 178 4. Примеры кварковых схем Рождение ++ (1232)-резонанса. Реакция происходит в результате сильного взаимоде й ствия p + + ++ + 0 . Рождение странных частиц. Реакция происходит в результате сильного взаимодействия p + + + + K + . Рождение K + K - при e + e - аннигиляции. Реакция происходит в результате электромагнитного взаимодействия e - + e + K - + K + . Распад мезонного рез о нанса K* + (892). Распад прои с ходит в результате сильного взаимодействия K* + (892) K 0 + + . Распад резонанса ++ . Распад происходит в результате сильного взаимодействия ++ p + + . Распад -гиперона. Распад происходит в р е зультате слабого взаим о действия p + - . 5. Цвет Простейшая кварковая модель столкнулась с проблемой нарушения принципа Паули при построении таких барионов, как - , ++ , - . Эти бари о ны состоят из трех тождественных кварков - (sss), ++ (uuu), - (ddd), нах о дящихся в полностью симметричном состоянии по пространственным коо р динатам, спину и аромату (типу кварка). (1) Для того, чтобы сохранить принцип Паули, необходимо было ввести для кварков еще одну дополнительную степень свободы. Эта дискретная п е ременная получила название цвета и приписывается всем кваркам. Цвет им е ет 3 возможных значения, обычно это красный (к), синий (с) и зеленый (з). Волновую функцию бозона можно представить как произведение антиси м метричной цветовой функции и симметричной пространственной-спиновой-ароматовой. = антисим (цвет)· сим (простр., спин., аромат.). Тогда состояния (1) можно представить в антисимметризованном виде к 1 с 2 з 3 + с 1 з 2 к 3 + з 1 к 2 с 3 - с 1 к 2 з 3 - к 1 з 2 с 3 - з 1 с 2 к 3 , (2) где к 1 -означает, что первый кварк находится в красном состоянии. Состо я ние (2) называют цветовым синглетом. Оно инвариантно относительно ун и тарных SU(3) преобразований в пространстве трех цветов и представляет с о бой безцветное барионное состояние. Цветовая структура мезонов имеет вид (3) где к q1 - обозначает красное состояние кварка. Наличие трех цветовых состояний кварков дают основания для введ е ния SU(3)-симметрии в пространстве цвета. Свидетельство цвета кварков. Сравнение диаграмм двух процессов - образование пар + - и q , идущих за счет электромагнитного взаимодействия показано на рисунке. Отношение сечений этих двух процессов R определяется соотношен и ем (4) и зависит от суммы квадратов электрических зарядов кварков, участвующих в реакции. В области энергий < 3 ГэВ в реакции участвуют u, d, s-кварки. Множитель 3 перед суммой отражает тот факт, что кварки имеют три цвета. В области энергий 3-10 ГэВ в реакции участвуют u, d, s, с-кварки - R = 10/3. В области энергий > 10 ГэВ - R = 11/3. Эти предсказания кварковой модели хорошо согласуются с экспер и ментом. 6 . Странные частицы, s-кварк В течение 10 лет, последовавших за открытием пиона в 1947 году, в р е зультате изучения космических лучей и экспериментов на вновь построе н ных ускорителях высоких энергий таблица элементарных частиц начала быстро пополняться новыми элементарными частицами. Первыми из откр ы тых частиц были K-мезоны или каоны. Затем были обнаружены тяжелые ч а стицы и . Была обнаружена странная особенность вновь открытых частиц - они рождались парами, хотя не были частицей и античастицей. Здесь была другая закономерность. Так, например, при столкновении двух протонов возможна реакция p + p p + + K + , в которой рождаются две странные частицы -частица и K + -мезон. Образ о вавшиеся "странные" частицы затем распадаются на лептоны, нуклоны и п и оны , , , . Рис. 5. Образование пары - при столкновении p- в пузырьковой камере. Среди вновь открытых странных частиц оказались частицы, имеющие массу покоя больше массы покоя нуклона. Эти частицы были названы гип е ронами. К ним относятся , , , , , , . На рис. 6-8 показаны кварковые диаграмма рождения и распада стра н ных частиц. Рис. 6. Кварковая диаграмма рождения -гиперона и K + -мезона Рис. 7. Кварковая диаграмма слабого распада -гиперона Рис. 8. Кварковая диаграмма слабого распада K + -мезона Вторая особенность поведения странных частиц - большое время жи з ни. В результате распада образуются сильно взаимодействующие частицы p и или n и . Поэтому казалось, что время жизни странных частиц должно быть ~10 -22 -10 -23 сек. На самом деле их время жизни ~10 -10 с, характерно для слабого взаимодействия. Для того, чтобы объяснить такое поведение стра н ных частиц М. Гелл-Манн и Нишиджима высказали предположение, что странная частица является носителем еще одного нового квантового числа, которое было названо странностью s. Квантовое число s может принимать значения -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 и определяется кварковым составом адронов , s(K + ,K 0 ) = +1, s( , + , - , 0 , K - , 0 ) = - 1, s( - , 0 ) = -2, s( - ) = -3. Образование и распад странных частиц управляются законом сохран е ния странности, который звучит так: В сильных и электромагнитных вза и модействиях cтранность сохраняется s = 0. В слабых взаимодействиях странность не изменяется или изменяется на единицу s = 0, + 1. Это позволило сразу объяснить и парное рождение странных частиц в реакции сильного взаимодействия и большое время жизни в результате ра с пада, происходящего за счет слабого взаимодействия. Странные частицы рождаются парами в основном в результате сильного взаимодействия, а ра с падаются поодиночке в результате слабого взаимодействия. 6. Очарованные частицы, с-кварк Открытие c-кварка оказалось, несмотря на теоретические предсказания, полной неожиданностью. В 1974 году одновременно две группы физиков объявили о наблюд е нии новой частицы - . Группа С. Тинга наблюдала -мезон как резонанс в сечении реакции e + + e - адроны при энергии E ~ 3.1 ГэВ. Группа Б. Рихтера измеряла энергетический спектр e + e - пар, образу ю щихся при бомардировку бериллиевой мишени высокоэнергетичными пр о тонами p + Be e + + e - . В инвариантном спектре масс e + e - наблюдался узкий пик шириной 87 кэВ при энергии E ~ 3.1 ГэВ. То есть время жизни -мезона почти в 1000 раз больше, чем у известных частиц такой массы. Причина - в состав входит новый, не известный ранее с-кварк. Он несет новое квантовое число - с, названное очарованием (charm). с-Кварк порождает семейство адронов, имеющих в своем составе его или соответствующий антикварк . Мезоны и барионы, в состав которых входит с или кварки называются очарованными мезонами и барионами соответственно. -мезон имеет "скрытый" чарм - связанное состояние с . Массу валентного с-кварка можно оценить как пол о вину массы , то есть ~1500 МэВ. В таблице приведены характеристики н е которых из известных очарованных мезонов и барионов. Частица Кварковый состав Масса, mc 2 (МэВ) Время жизни или ш и рина распада Спин-четность J P , изоспин I J P (I) Основные моды ра с пада c , d 1869 1.1·10 -12 с 0 - (1/2) K + другие частицы, e + другие частицы, + другие частицы D 0 , 0 c , u 1865 4.2·10 -13 с 0 - (1/2) c , s 1969 4.7·10 -13 с 0-(0) K + другие частицы с 3097 87 кэВ 1-(0) адроны, e + e - , + - udc 2285 2.0·10 -13 с 1/2 + (0) (n или p) + другие ч а стицы uuc 2453 1/2 + (1) udc 2454 ddc 2452 Семейство частиц , и образует изотопический триплет. Из таблицы видно, что суммарная масса D - и D + мезонов больше массы -мезона, поэтому очарованные кварки с ,образующие -мезон могут только аннигилировать в процессе распада, что и объясняет относительно большое время жизни -мезона (малую ширину распада Г = 87 кэВ). Закон сохранения чарма: В сильных и электромагнитных взаимоде й ствиях чарм сохраняется с = 0. В слабых взаимодействиях чарм не измен я ется или изменяется на единицу с = 0, + 1. c-Кварк распадается в результате слабого взаимодействия, превращаясь преимущественно в s-кварк, по схеме, показанной на рис. 9. Образующийся W-бозон в свою очередь распадается на пару фермионов. На рис. 10-11 пр и ведены кварковые схемы некоторых мод распада очарованных частиц. Рис. 9 Рис. 10. Кварковая схема одной из мод распада D + -мезона Рис. 11. Кварковая схема одной из мод распада -бариона 7. Красивые частицы, b-кварк Прецизионные измерения сечений e+e- взаимодействий в области эне р гий E ~ 9 ГэВ привели к открытию нового семейства частиц (красивые ч а стицы), имеющих в своем составе новый b-кварк. В 1977 году были открыты нейтральные -мезоны (ипсилон-мезоны) с массами в диапазоне 9.5 - 11 ГэВ – (9460), (10580), (11020). Несмотря на большую массу (9460) имел м а лую ширину распада Г~53 кэВ, т.е. наблюдалась ситуация аналогичная с -мезоном. -мезоны являются связанными состояниями кварков b и облад а ют скрытой красотой (квантовоe число b (beauty, bottomness)). Массу b-кварка можно оценить как половину массы (9460) т.е. 4700 МэВ. b-Кварк является тяжелым аналогом d и s кварков. b-Кварк порождает новое семе й ство адронов, имеющих в своем составе этот кварк или антикварк . Закон сохранения квантового числа b: В сильных и электромагнитных взаимодействиях квантовое число b сохраняется b = 0. В слабых взаимоде й ствиях b не изменяется или изменяется на единицу b = 0, + 1. (9460)-мезон представляет собой низшее связанное состояние пары b . В таблице приведены массы, квантовые числа, ширины некоторых частиц, имеющих в своем составе b или кварки. Частица Кварковый состав Масса, Mc 2 (МэВ) Время жизни или ширина Спин-четность, из о спин J P (I) Основные моды распада 5279 1.6·10 -12 c 0 - (1/2) D 0 +др, D*+др 0 - (1/2) +др, D + +др, D*+др b 9460 53 кэВ 1-(0) + - ,e + e - , + - На рис. 12 и 13 показаны некоторые моды распада -мезонов. Рис. 12. Схема одной из мод распада (9460) Рис. 13. Схема одной из мод распада (10580) 8. Топ-кварк После открытия b-кварка было установлено существование трех ква р ков (d, s, b) с электрическим зарядом Q = -1/3 и двух кварков (u, c) с зарядом Q = +2/3. Имелись веские теоретические аргументы в пользу существования шестого, самого тяжелого кварка с зарядом Q = +2/3. Из теоретический соображений следовало, что если масса t кварка больше 85 ГэВ, то основными каналами распада t- и -кварков должны быть t W + + b, W - + . W-бозоны распадаются на 2 лептона (e e , ) или на кварк - антиква р ковую пару u (d ). Таким образом, при распаде t-кварков наблюдаются либо два лептона и одна адронная струя, вызванная b-кварком, либо три адронные струи вызванные b-, u- и -кварками. Рис. 1 4 . Схемы распадов t-кварков В таких распадах можно измерить все импульсы, образующихся частиц за исключением нейтрино. Дополнительным критерием правильности отбора событий может быть равенство эффективной массы двух адронных струй массе W-бозона. Эксперименты по поиску t-кварков были поставлены на Теватроне (Фермилаб, США). t-Кварк был открыт в 1997 г. На рис. 15 показана схема образования t- и -кварков в этом эксперименте в столкновении пучком пр о тонов и антипротонов. Рис. 15 а. Схема образования t- и -кварков при столкновении протонного и антипротонного пучков Рис. 15 б. Схема образования t- и -кварков на кварковом уровне На рис. 16 показана схема распада, образующейся пары t -кварков. На рис. 17 показаны кварковые струи, образующиеся при распаде пары t -кварков. Рис. 16 . Схема распада пары t -кварков Масса t-кварка m = 178.0 + 4.3 ГэВ, электрический заряд Q = +2/3, квантовое число топ t = +1, спин J, четность P изоспин I (J P )I = (1/2 + )0. t-Кварк имеет время жизни < 10 -25 c, поэтому он не порождает семе й ства адронов, содержащих этот кварк. Столь малое время жизни t-кварка обусловлено большим энерговыделением при превращении t-кварка в b-кварк (m(t) - m(b) = 145 МэВ). Как известно, среднее время частицы, расп а дающейся в результате слабого взаимодействия обратно пропорционально энергии распада E в пятой степени ~ E -5 . Рис. 17. Кварковые струи, образующиеся при распаде пары t -кварков Список использованных источников 1 . Г. А. Лексин. Кварки в ядрах. Соросовский образовательный журн а ле, N 12, 1996 г. ( http://www.issep.rssi.ru/ ). 2. Cеминары по физике ядра и частиц ( http://nuclphys.sinp.msu.ru /seminar/index.html). 3. И.В. Ракобольская. Ядерная физика: учеб. пособие – 2-е изд. – М.: Изд-во МГУ, 1981. 4. Д. Перкинс. Открытие t- кварка. - перевод и комментарии Н. Никит и на. ( http://phys.web.ru/db/msg/1184519/index.html ). 5. Лекции по ядерной физике ( http://nuclphys.sinp.msu.ru/ ).
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- А что случилось–то в Челябинске?
- Не знаю. Но переполошились все как будто метеорит упал!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по физике "Теория кварков: от М. Гелл-Манна и Д. Цвейга до наших дней", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru