Основные положения модели кварков

Кварки - частицы, из которых состоят адроны

Основные положения модели кварков

Все сильновзаимодействующие частицы состоят из кварков; кварки являются фермионами; по современным представлениям они бесструктурны.
Кварки имеют внутренние квантовые числа: электрический заряд Q, спин 1/2, четность P, барионное число B, изоспин I, проекцию изоспина I₃, странность s, шарм c, bottomness b, topness t. Совокупность этих внутренних квантовых чисел, характеризующих определенный тип кварка, называется также "ароматом" кварка. Характеристики кварков приведены в табл.1.
Квантовые числа кварков определяют характеристики адронов.
Барионы (фермионы с барионным числом B = 1) строятся из трех кварков.
Антибарионы (фермионы с барионным числом B = -1) строятся из трех антикварков.
Мезоны (бозоны с барионным числом B = 0) строятся из кварка и антикварка.
Квантовое число "цвет" приписывается всем кваркам независимо от типа (аромата). Цвет имеет три значения. Обычно их обозначают красный (К), зеленый (З), синий (С). Кварк обладает единичным цветовым зарядом К, З или С. Цвет соответствующего антикварка обозначается K (антикрасный), З (антизеленый), C (антисиний) и является дополнительным к цвету кварка.
Известные барионы и мезоны - бесцветны; в них все цвета смешаны равномерно. Такие состояния, называемые цветовыми синглетами не меняются при вращении в трехмерном цветовом пространстве.
Кварки в адронах связаны глюонами.
Кварки участвуют в сильных взаимодействиях, излучая или поглощая глюон g, при этом тип (аромат) кварка остается неизменным, цвет кварка может измениться

Вершина сильного взаимодействия кварков
Кварки участвуют в электромагнитных взаимодействиях, излучая или поглощая γ-квант, при этом не изменяется ни цвет, ни тип (аромат) кварков.

Вершина электромагнитного взаимодействия кварков

Кварки участвуют в слабых взаимодействиях, излучая или поглощая W^± или Z-бозоны, при этом может изменяться тип (аромат) кварка, цвет кварка при этом остается без изменения

Вершины слабого взаимодействия кварков;

Каждому адрону приписывается определенная внутренняя четность. Внутреннюю четность адрона легко получить, воспользовавшись следующими правилами:

Правило 1. Четность кварка равна +1 и не зависит от типа кварка.

Правило 2. Четность антикварка равна -1 и не зависит от типа кварка.

Правило 3. Внутренняя четность адрона равна произведению четностей входящих в его состав кварков, умноженному на , где L-орбитальные моменты кварков в составе адрона.

КВАРКИ

Характеристика	Тип (аромат) кварка
Характеристика	d	u	s	c	b	t
Электрический заряд Q	-1/3	+2/3	-1/3	+2/3	-1/3	+2/3
Барионное число B	1/3	1/3	1/3	1/3	1/3	1/3
Спин J	1/2	1/2	1/2	1/2	1/2	1/2
Четность P	+1	+1	+1	+1	+1	+1
Изоспин I	1/2	1/2	0	0	0	0
Проекция изоспина I₃	-1/2	+1/2	0	0	0	0
Странность s	0	0	-1	0	0	0
Очарование (сharm) c	0	0	0	+1	0	0
Красота (bottomness или beauty) b	0	0	0	0	-1	0
Верхний (topness) t	0	0	0	0	0	+1
Масса коституэнтного кварка, ГэВ	0.33	0.33	0.51	1.8	5
Масса токового кварка, ГэВ	0.004-0.008	0.0015-0.004	0.08-0.13	1.1-1.4	4.1-4.9	174±5

Свойства антикварков легко получить, воспользовавшись таблицей характеристик античастиц.

Примеры кварковых схем

Рождение Δ⁺⁺(1232)-резонанса. Реакция происходит в результате сильного взаимодействия

p + π⁺ → Δ⁺⁺ + π⁰.

Рождение странных частиц. Реакция происходит в результате сильного взаимодействия

p + π⁺ → Σ⁺ + K⁺.

Рождение K⁺K^-при e⁺e^-аннигиляции. Реакция происходит в результате электромагнитного взаимодействия

e⁻ + e⁺ → K^- + K⁺.

Распад мезонного резонанса K*⁺(892). Распад происходит в результате сильного взаимодействия

K*⁺(892) → K⁰ + π⁺.

Распад резонанса Δ⁺⁺. Распад происходит в результате сильного взаимодействия

Δ⁺⁺ → p + π⁺.

s027_5.gif (1102 bytes)

Распад Λ-гиперона. Распад происходит в результате слабого взаимодействия

Λ → p + π⁻.

Последние изменения 16.11.15.