ОЧАРО́ВАННЫЕ ЧАСТИ́ЦЫ
-
Рубрика: Физика
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ОЧАРО́ВАННЫЕ ЧАСТИ́ЦЫ, адроны, обладающие квантовым числом очарование и имеющие в своём составе не менее одного очарованного кварка. Как и обычные адроны, О. ч. обладают определёнными электрич. зарядом, изотопич. спином и странностью, зависящими от их кваркового состава. В зависимости от взаимной ориентации спинов кварков среди О. ч. возможны мезоны со спином $J=$0 и $J=$1 и барионы с $J=$1/2 и $J=$3/2. Кроме осн. состояний, возможны состояния с радиальным и орбитальным возбуждением. Отд. семейство образуют мезоны со скрытым очарованием (см. Кварконий).
Массы О. ч. приблизительно соответствуют сумме масс образующих их кварков; напр., масса D0-мезона составляет 1865 МэВ, D+-мезона 1870 МэВ. Мезоны с $J=$ 1 и барионы с $J=$3/2 имеют несколько бóльшие массы, чем мезоны с $J=$0 и барионы с $J=$1/2.
Времена жизни наиболее лёгких О. ч. определяются слабым взаимодействием и составляют ок. (0,4–0,07)·10–12 с. Распады О. ч. не сводятся к распаду $c$-кварка; по-видимому, важную роль играет также слабая аннигиляция $c$-кварка с сопутствующим $\tilde u$- или $\tilde s$-антикварком у D0- и -мезонов или обмен W-бозоном с сопутствующими кварками у очарованных барионов. В распадах этих О. ч. в большинстве случаев образуются странные частицы. Распады более тяжёлых О. ч. обусловлены сильным взаимодействием и имеют ширины, характерные для адронных резонансов: от ок. 100 кэВ у $\text D^+_s$-мезона до нескольких МэВ и десятков МэВ у остальных О. ч. Эти распады не приводят к изменению очарования.
Первое (косвенное) указание на существование частиц с открытым очарованием было получено в 1974–75 на ускорителе в Батейвии (США) в реакции νμ + N → μ + μ + X, где один из мюонов μ интерпретировался как продукт распада D-мезона. Впервые частицы с открытым очарованием (D0- и D+-мезоны) напрямую наблюдали в 1976 в Станфорде (США) в опытах по аннигиляции электрон-позитронных пар е+е–. В дальнейшем встречные пучки е+е– использовались для открытия новых О. ч. и детального изучения их свойств. Общее число обнаруженных разл. О. ч. составляет 33 (14 мезонов и 19 барионов, включая возбуждённые состояния). Ведутся поиски О. ч. с двойным очарованием.
Открытие О. ч. явилось подтверждением теории (Ш. Глэшоу и др., 1970), предсказавшей их существование задолго до эксперим. обнаружения. Существование нового (очарованного) кварка было необходимым условием самосогласованности теории слабого взаимодействия. Совр. теория успешно описывает свойства самих О. ч. и характеристики их рождения в сильном, слабом и электромагнитном взаимодействиях.