Цвет
Colour
Простейшая кварковая модель столкнулась с проблемой
нарушения принципа Паули при построении таких барионов со спином 3/2+,
как Ω- (sss) Δ++ (uuu),
Δ- (ddd). Эти барионы состоят из трех тождественных
кварков, находящихся в полностью симметричном состоянии по пространственным
координатам, спину и аромату (типу кварка). Однако волновая функция фермиона
должно быть антисимметрична.
Для того, чтобы сохранить принцип Паули, необходимо было ввести
для кварков еще одну дополнительную степень свободы. Эта дискретная переменная
получила название цвета и приписывается всем кваркам. Цвет имеет 3 возможных
значения, обычно это красный (к), синий (с) и зеленый (з). Теперь волновую
функцию бозона можно представить в антисимметризованном виде, что не противоречит
принципу Паули.
Поскольку адроны бесцветны, то в них цветные кварки должны быть
скомпонованы в бесцветные состояния. Так как существуют адроны двух типов
мезоны и барионы, то возникают две «бесцветные» комбинации кварков. В первой
(мезоны) цвет кварка α компенсируется цветом антикварка
,
т. е. ароматово-цветовая структура мезонов выглядит следующим образом
Вторая «бесцветная комбинация» (барионы) получается
в результате полностью антисимметричной смеси цветов. Для всех барионов
это реализуется ароматово-цветовой волновой функцией вида
где каждый из цветовых индексов α, β, γ принимает значения 1, 2, 3, а
εαβγ − полностью антисимметричный тензор:
ε123 = ε231 = ε312 =
1, ε213 = ε132 = ε321 = -1.
Кварки могут находиться в трёх различных цветовых
состояниях независимо от их типа (аромата). Из требований цветовой симметрии
SU(3) следует существование цветных калибровочных полей и их квантов – глюонов,
которые могут находиться с восьми различных цветовых состояниях.
См. также
|