РЕЗОНА́НСЫ
-
Рубрика: Физика
-
Скопировать библиографическую ссылку:
РЕЗОНА́НСЫ (резонансные частицы), нестабильные или возбуждённые состояния адронов с очень малыми временами жизни (порядка 10–20–10–24 с). Как правило, Р. – это короткоживущие связанные состояния из нескольких кварков и/или антикварков (см. Квантовая хромодинамика). Р. распадаются за счёт сильного взаимодействия на др. адроны с меньшими массами. Как любой адрон каждый Р. характеризуется массой $M$ и квантовыми числами (спином, чётностью и др.). Почти все известные Р. состоят либо из кварка и антикварка (мезонные Р.), либо из трёх кварков (барионные Р.). Из-за сверхмалого времени жизни Р. могут наблюдаться лишь как промежуточное состояние в виде максимума энергии в сечениях реакций. Т. к. Р. нестабильны, каждый Р. можно характеризовать ср. временем жизни τ либо полной шириной $Γ≈\hbar/τ $($\hbar$ – постоянная Планка), равной сумме парциальных ширин $Γ_i$, пропорциональных вероятностям распада Р. в данное состояние $i$ (канал распада).
Первый Р. с массой $M$≈1232 МэВ и шириной $Γ$≈117 МэВ открыт в 1950-х гг. Э. Ферми с сотрудниками при изучении процессов взаимодействия $π^+$-мезонов с нуклонами. Позднее были открыты др. Р. с таким же кварковым составом, как и у нуклонов, и разл. мезонные Р. За открытие мезонных резонансов Л. Альваресу присуждена Нобелевская пр. (1968). Также были открыты мезонные и барионные Р. со странностью, в которых некоторые лёгкие кварки $\{u,d\}$ заменены на странные кварки $s$. Особый класс Р. представляют кварконии ($c$,$\tilde c$), ($c$,$\tilde b$), ($b$,$\tilde b$), состоящие только из тяжёлых кварков и имеющие малые ширины. Первый такой Р. $J/Ψ$ с массой ≈3097 МэВ и шириной ≈93 кэВ открыт в 1974. Обнаружены также семейства ещё более тяжёлых Р., состоящих из ($b$,$\tilde b$), с массами ок. 10 ГэВ (ипсилон-частицы).
Разные Р. удобно объединять в группы, исходя из свойств составляющих их кварков и учитывая разл. приближённые симметрии их взаимодействий, такие как $SU(2)$ и $SU(3)$, унитарно перемешивающие лёгкие кварки. Орбитальные возбуждения в системах кварков оказались такими, что Р., содержащие лёгкие кварки, выстраиваются в последовательности, в которых возникает простая связь их масс $M$ и спинов $J: J=J_0+α'M^2$ (здесь $J_0$ – число, $α'$ – наклон траектории, см. Редже полюсов теория). При этом высшие Р. из таких последовательностей можно представлять как вытянутые конфигурации (трубки или струны) глюонного поля с кварками на концах. Масса такого Р. пропорциональна длине трубки, а орбитальный момент Р. возникает из-за вращения трубки вокруг её центра.