КВАРКО́НИЙ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
Книжная версия:
Электронная версия:
КВАРКО́НИЙ, группа мезонов, представляющих собой связанное состояние тяжёлого кварка с антикварком того же аромата. В построении К. могут участвовать только c- и b-кварки, т. к. третий из известных тяжёлых кварков, t-кварк, не образует связанных состояний, успевая распасться под действием слабых сил. В соответствии с составом К. делятся на семейства чармониев (или частиц со скрытым очарованием, напр. ηc, J/ψ, χcJ, ψ′) и боттомониев [частиц со скрытой прелестью, напр. Υ (ипсилон-частицы), χbJ, Υ′ и др.]. Как и все мезоны, К. характеризуются массой, шириной распада, полным спином J, чётностью P, зарядовой чётностью C. Электрич. и барионный заряды, изотопич. спин, странность, очарование и прелесть у К. равны нулю. Массы чармониев лежат в диапазоне от ≈ 3 до ≈ 4 ГэВ, массы боттомониев – от ≈ 9,5 до ≈ 11 ГэВ.
Несмотря на большую массу, ширина распада К. не превосходит типичных адронных значений (до 100 МэВ). Особенно малой шириной распада (от ≈ 20 до ≈ 300 кэВ) отличаются мезоны с квантовыми числами JPC=1−−, лежащие ниже порога распада на состояния с открытым чармом и прелестью (J/ψ,ψ′,Υ,Υ′,Υ″; причины этой малости лежат в механизме распада К. (аннигиляции кварков в глюоны) и ограничениях, накладываемых законами сохранения квантовых чисел. Осн. каналы распадов К. – адронные. Большое значение имеют распады К. на лептонные пары (напр., J/\psi \to l^+l^-, \Upsilon \to l^+l^-), что связано с удобством и надёжностью их эксперим. идентификации.
Выделение К. в особую группу оправдано их специфич. составом и существенными различиями в теоретич. методах, используемых для описания свойств К. и лёгких адронов. Напр., допускается гипотеза о нерелятивистском характере движения кварков внутри мезона и использование нерелятивистского потенциала взаимодействия между кварками. При этом состояние связанной системы характеризуется главным квантовым числом n, орбитальным моментом L, спиновым моментом S и полным спином J. Разл. сочетаниям n, L, S и J отвечают разл. мезоны (L=S=0 у \eta-мезонов; L=0, S=1 у \psi- и \Upsilon-мезонов; L=1, S=1, J=0,1,2 у \chi_J-мезонов). На основании общности теоретич. подходов к К. иногда причисляют также связанное состояние b- и c-кварков – B_c-мезон, который, однако, принципиально отличается от др. К. механизмом распада.
Первый из К. – J/\psi-мезон – был открыт в 1974 независимо Б. Рихтером и С. Тингом (Нобелевская пр., 1976).