Адрон
Адро́ны (от др.-греч. ἁδρός «сильный»)[1] — класс составных частиц, подверженных сильному взаимодействию[2]. Термин предложен советским физиком Л. Б. Окунем в 1962 году[3], при переходе от модели Сакаты сильно взаимодействующих частиц к кварковой теории. Для элементарных частиц, не участвующих в сильных взаимодействиях, Л. Б. Окунь тогда же предложил название аденоны[4].
Адроны обладают сохраняющимися в процессах сильного взаимодействия квантовыми числами: странностью, очарованием, прелестью и др.
Адронизация — процесс формирования адронов из цветных объектов: кварков и глюонов.
Адроны делятся на две основные группы в соответствии с их кварковым составом:
- Барионы — состоят из трёх кварков трёх цветов, образуя так называемую бесцветную комбинацию[2]. Именно из барионов построена подавляющая часть наблюдаемого нами вещества — это нуклоны, составляющие ядро атома и представленные протоном и нейтроном. К барионам относятся также многочисленные гипероны — более тяжёлые и нестабильные частицы, получаемые на ускорителях элементарных частиц.
- Мезоны — состоят из одного кварка и одного антикварка[2]. К мезонам относятся пионы (-мезоны) и каоны (-мезоны) и многие более тяжёлые мезоны.
В последнее время были обнаружены так называемые экзотические адроны, которые также являются сильновзаимодействующими частицами, но которые не укладываются в рамки кварк-антикварковой или трёхкварковой классификации адронов. Некоторые адроны пока только подозреваются в экзотичности. Экзотические адроны делятся на:
- экзотические барионы, в частности пентакварки, минимальный кварковый состав которых — 4 кварка и 1 антикварк.
- экзотические мезоны — в частности адронные молекулы, глюболы и гибридные мезоны.
Изучение свойств адронов является одной из задач, стоящих перед Большим адронным коллайдером[5].
Среди каналов распада адронов принято выделять адронные распады, лептонные распады, полулептонные распады, радиационные распады[6].
Барионы
- См. более подробный список барионов.
Обычные барионы содержат каждый три валентных кварка или три валентных антикварка.
- Нуклоны — фермионные составляющие обычного атомного ядра:
- Гипероны, такие, как Λ-, Σ-, Ξ- и Ω-частицы, содержат один или больше s-кварков, быстро распадаются и тяжелее нуклонов. Хотя обычно в атомном ядре гиперонов нет (в нём содержится лишь примесь виртуальных гиперонов), существуют связанные системы одного или более гиперонов с нуклонами, называемые гиперядрами.
- Также были обнаружены очарованные и прелестные барионы.
- Пентакварки состоят из пяти валентных кварков (точнее, четырёх кварков и одного антикварка).
Недавно были найдены признаки существования экзотических барионов, содержащих пять валентных кварков; однако были сообщения и об отрицательных результатах. Вопрос их существования остаётся открытым.
См. также дибарионы.
Мезоны (бозоны)
- См. более подробный список мезонов.
Обычные мезоны содержат валентный кварк и валентный антикварк. В их число входят пион, каон, J/ψ-мезон и многие другие типы мезонов. В моделях ядерных сил взаимодействие между нуклонами переносится мезонами.
Могут существовать также экзотические мезоны (их существование всё ещё под вопросом):
- Тетракварки состоят из двух валентных кварков и двух валентных антикварков.
- Глюболы — связанные состояния глюонов без валентных кварков.
- Гибриды состоят из одной или более кварк-антикварковых пар и одного или более реальных глюонов.
Мезоны с нулевым спином формируют нонет.
История
Ещё в 1940-е годы стало ясно, что не только нуклоны подвержены сильному взаимодействию[7].
В начале русскоязычные физики называли класс «гадрон»[8].
Примечания
- Словарь иностранных слов. — М.: «Русский язык», 1989. — 624 с. ISBN 5-200-00408-8
- Классификация адронов. Элементы.ру. Дата обращения: 2 июня 2014. Архивировано 3 марта 2014 года.
- Okun, L. B. (1962). «The Theory of Weak Interaction». Proceedings of 1962 International Conference on High-Energy Physics at CERN, p. 845.
- Наумов А. И. Физика атомного ядра и элементарных частиц. — М., Просвещение, 1984. — С. 269
- Изучение свойств адронов
- Изучение адронных распадов Некоторая терминология
- А. В. Сопов. Кварковая модель адронов
- Гипотеза кварковых звезд Д. Д. Иваненко, Д. Ф. Курдгелаидзе Физический факультет Московского университета 17 июля 1965 (Астрофизика 1965, 1, 479—482)
Литература
- Jean Letessier, Johann Rafelski, T. Ericson, P. Y. Landshoff. Hadrons and Quark-Gluon Plasma. — Cambridge University Press, 2002. — 415 p. — ISBN 9780511037276.
