"Не существует совершенной красоты,
которая не содержала бы в себе некоторую
долю странности".
Ф. Бэкон
Рис. 1.
Образование пары Λ-Λ
при
столкновении p-
в пузырьковой камере
В течение 10 лет, последовавших за открытием пиона в 1947
году, в результате изучения космических лучей и экспериментов на вновь
построенных ускорителях высоких энергий таблица элементарных частиц начала
быстро пополняться новыми элементарными 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. Здесь была другая закономерность. Так, например, при
столкновении двух протонов возможна реакция
p + p →
p + Λ + K+,
в которой рождаются две странные частицы Λ-частица и K+-мезон.
Образовавшиеся "странные" частицы затем распадаются на лептоны, нуклоны и пионы
K+ → μ+
+ νμ,
Λ → p + π−,
K+ → π+
+ π0,
Λ → n + π0.
Рис.2. Кварковая диаграмма рождения Λ-гиперона и K+-мезона
Рис. 3. Кварковая диаграмма слабого распада Λ-гиперона
Рис. 4. Кварковая диаграмма слабого распада K+-мезона
Среди вновь открытых странных частиц
оказались частицы, имеющие массу покоя больше массы покоя нуклона. Эти частицы
были названы гиперонами. К ним относятся Λ, Σ0,
Σ+, Σ−, Ξ0, Ξ−,
Ω−.
На рис.2-4 показаны кварковые диаграмма рождения и распада странных частиц.
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 сек. 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 странная
частица является носителем еще одного нового квантового числа, которое было
названо странностью
s. Квантовое число s может принимать значения -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 и
определяется кварковым составом адронов,
s(K+,K0) = +1,
s(Λ, Σ+, Σ−, Σ0, K−,K0) = - 1,
s(Ξ−, Ξ0) = -2, s(Ω−) = -3.
Образование и распад странных частиц управляются
законом сохранения странности.
Закон сохранения странности
В сильных и электромагнитных взаимодействиях cтранность сохраняется
Δs = 0.
В слабых взаимодействиях странность не изменяется или изменяется на единицу
Δs = 0, ±1.
Это позволило сразу объяснить и парное рождение странных
частиц в реакции сильного взаимодействия и большое время жизни в результате
распада, происходящего за счет слабого взаимодействия. Странные частицы
рождаются парами в основном в результате сильного взаимодействия, а распадаются
поодиночке в результате слабого взаимодействия.
Рис. 5. При взаимодействии π−-мезона с
протоном в пузырьковой камере образуются две нейтральные странные
частицы Λ и K0.
π− + p → Λ + K0.
Они распадаются в результате слабого взаимодействия
Λ → p + π−, K0 → π+ + −
+μ.
Образующийся отрицательный мюон в свою очередь также в результате
слабого взаимодействия распадается
μ− → e− + e
+ νμ.
Траектории заряженных частиц искривляются под действием приложенного
магнитного поля. Особенно это отчетливо видно у электрона, радиус
кривизны траектории которого уменьшается по мере того как он теряет
энергию. Нейтральные частицы, которые не оставляют следов в пузырьковой
камере показаны штриховыми линиями.
в пузырьковой камере
−
+
μ. 
