Резонансы

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Резонанс (резонон[1]) — короткоживущие возбуждённые состояния адронов. Большинство известных частиц являются резонансами.

Посередине графика виден пик, отвечающий ипсилон-резонансу

Время жизни резонансов: 10−22—10−24 с, поэтому их невозможно наблюдать непосредственно в виде треков на детекторах. Они определяются как пики в полном сечении образования вторичных частиц:

Максимальное сечение соответствует резонансу с энергией и шириной . Ширина резонанса, выражаемая в единицах энергии соответствует его среднему времени жизни :

Резонансы аналогичны возбуждённым состояниям атома: когда электрон поглощает энергию и переходит на другой более высокий энергетический уровень. Подобные возбуждённые состояния, называемые изомерами, существуют и у атомных ядер. Аналогично электрону в атоме или нуклону в ядре, кварки, получая достаточную порцию энергии, также переходят на другой энергетический уровень. Обычные же (метастабильные) частицы при этом являются основными состояниями кварковой системы. Соответственно, резонансы можно описывать спектральными термами , где:

  •  — главное квантовое число,
  •  — спиновое квантовое число (0 или 1 — для мезонов, 12 или 32 — для барионов),
  •  — орбитальное квантовое число,
  •  — внутреннее квантовое число (соответствует спину самого резонанса).

В отличие от электрического поля внутри атома, теория которого довольно проста, кварки находятся в глюонном поле, расчёт которого представляет довольно большую сложность. Поэтому крайне сложно заранее предсказать спектр возбуждения кварковой системы, хотя в большинстве случаев он хорошо описывается теорией полюсов Редже[2]. Также среди резонансов, помимо чистых и состояний, встречаются также системы с дополнительными кварками (тетракварк, пентакварк) и глюонной примесью (глюбол). В связи с этим каждый новый резонанс до сих пор является своего рода сюрпризом для физиков.

Номенклатура резонансов[править | править код]

Резонансы обозначаются как и обычные частицы, но за символом в скобках указывается их масса в МэВ. Раньше символ резонанса дополнялся звёздочкой, но сейчас она редко используется.

Для нейтральных мезонов, тетракварков, экзотических мезонов и их резонансов принята следующая схема обозначения:[3]

Кварковый состав J PC
(0, 1…)− + (0, 1…)+ − (0, 1…)− − (0, 1…)+ +
и
, и/или

Примечания[править | править код]

  1. Теория кварков, 1971, с. 5.
  2. В.В. Анисович. Систематизация кварк-антикварковых состояний и экзотические мезоны // Успехи физических наук : журнал. — 2004. — Январь (т. 174, № 1). — С. 49–72. — doi:10.3367/UFNr.0174.200401d.0049. Архивировано 16 ноября 2016 года.
  3. Naming scheme for hadrons. Дата обращения: 24 февраля 2021. Архивировано 20 марта 2021 года.

Литература[править | править код]

  • Резонансы — статья из Физической энциклопедии
  • Коккедэ Я. Теория кварков. — М.: Мир, 1971. — 341 с.