Странные частицы
Strange Particles

    Странные частицы − частицы, имеющие в своём составе s-кварк или ‑кварк. В течение 10 лет, последовавших за открытием пиона в 1947 году, в результате изучения космических лучей и экспериментов на ускорителях таблица частиц начала быстро пополняться новыми частицами. За это время их было открыто свыше 30. Первыми из открытых частиц были K-мезоны или каоны, частицы с массой ~500 МэВ. Затем были обнаружены тяжелые частицы Λ и Σ. Была обнаружена странная особенность вновь открытых частиц - они рождались парами, хотя не были частицей и античастицей. По-видимому, здесь была какая-то неизвестная закономерность. Так, например, при столкновении двух протонов наблюдалась реакция

p + p → p + Λ + K⁺,

в которой рождались две странные частицы Λ-частица и K⁺-мезон.
    Образовавшиеся «странные» частицы затем распадались на лептоны, нуклоны и пионы

Вторая особенность поведения странных частиц - большое время жизни. В результате распада Λ образуются сильно взаимодействующие частицы p и π⁻ или n и π⁰. Поэтому казалось, что время жизни странных частиц должно быть ~10^-22-10^-23 с. На самом деле их время жизни ~10^-10 с характерно для слабого взаимодействия. Для того, чтобы объяснить такое поведение странных частиц М. Гелл-Манн и К. Нишиджима высказали предположение, что странные частицы являются носителем еще одного нового квантового числа s, которое было названо странностью. Странность сохраняется в сильных и электро­магнитных взаимодействиях, но не сохраняется в слабых взаимодействиях. Эта закономерность позволила сразу объяснить и парное рождение странных частиц в реакции сильного взаимодействия и большое время жизни частицы при распаде, происходящем за счет слабого взаимодействия. В частности, реакция

p + p → p + Λ + K⁺

происходит в результате сильного взаимодействия, поэтому рождаются три частицы p, Λ и K⁺, имеющие суммарную странность s = 0.

s(p) = 0, s(Λ) = -1, s(K⁺) = +1.

В распадах K⁺ → μ⁺ + ν_μ, K⁺ → π⁺ + π⁰, Λ → p + π⁻, Λ → n + π⁰ происходит изменение странности на 1 Δs = 1.

s(μ⁺, ν_μ, π⁺, π⁰, π⁻, p, n) = 0.

Поэтому они могут происходить только в результате слабого взаимодействия, что объясняет относительно большое время жизни K⁺-мезона и Λ-гиперона, характерное для слабого распада.
    Среди вновь открытых странных частиц оказались частицы, имеющие массу покоя больше массы покоя нуклона. Эти частицы были названы гиперонами. K ним относятся Λ, Σ⁰, Σ⁺, Σ⁻, Ξ⁰, Ξ⁻,Ω⁻.

См. также

• Странные частицы, s-кварк
• Симметрии в кварковой структуре адронов
• Космические лучи
• Взаимодействие частиц