Кварки и адроны. Лекция 15 Весна 2012 г.. Были обнаружены «странные» частицы – они всегда рождались парами Было введено квантовое число – странность. - презентация

1 Кварки и адроны. Лекция 15 Весна 2012 г.

2

3

4 Были обнаружены «странные» частицы – они всегда рождались парами Было введено квантовое число – странность. Закон сохранения странности: странность сохраняется при сильных взаимодействиях, но не сохраняется при слабых. Λ – частица и Κ 0 – мезон.

5 Распределение электрического заряда в нейтроне и протоне

6

7

8

9 Протон в кварковой модели

10 Нейтрон в кварковой модели

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28 Барионный заряд кварков

29

30

31

32

33

34

35

36

37 Изоспин адронов

38

39 Изоспиновые мультиплеты

40

41

42 Цвет кварка Без введения квантового числа «цвет», принимающего три значения, кварковая структура Δ ++, Δ, Ω противоречит принципу Паули. Δ ++, Δ, Ω состоят из трех тождественных кварков: Δ ++ (uuu), Δ (ddd), Ω (sss). У всех частиц J P = 3/2 +. Орбитальный момент относительного движения кварков равен нулю.

43

44

45

46

47

48

49

50

51 Конфайнмент удержание цветных кварков и глюонов внутри бесцветных адронов. Силы взаимодействия между кварками называют цветными. Кварки имеют цветные заряды и объединяются в адроны так, что получаются бесцветные комбинации. В природе допустимы только бесцветные состояния составных систем из кварков и глюонов. Поэтому мы не видим отдельные цветные кварки, а видим только их бесцветные комбинации в виде адронов.

52

53

54

55 Бета - распад

56

57

58

59 Фейнмановская диаграмма доминирующего лептонного распада заряженного пиона (π + μ + +ν μ ).

60 Кварк – глюонная плазма

61

62

63 Оценим плотность ядерной материи

64

65

66 Существование магических ядер послужило одним из основных аргументов в построении оболочечной модели ядра.

67 Мария Гёпперт-Майер (нем. Maria Göppert-Mayer; 28 июня 1906, Катовице, Германская империя 20 февраля 1972, Сан-Диего, США) выдающаяся женщина-физик, одна из немногих женщин-лауреатов Нобелевской премии по физике (половина премии за 1963 г., совместно с Хансом Йенсеном, «за открытия касающиеся оболочечной структуры ядра»

68

69 Спин-орбитальное взаимодействие нуклонов в ядре Спин-орбитальные силы играют существенную роль в атомных ядрах. С учётом спин-орбитального взаимодействия ядерный потенциал имеет вид

70 Спин-орбитальное взаимодействие нуклонов в ядре При учете спин – орбитального взаимодействия снимается вырождение по полному моменту j нуклона в пределах одной оболочки, который приданном l в зависимости от ориентации спина нуклона. Поэтому квантовое число j принимает два значения:

71 Спин-орбитальное взаимодействие нуклонов в ядре Происходит расщепление состояния данного j на два состояния с разной взаимной ориентацией l и s. Каждый одночастичный уровень расщепляется на два. Ниже по энергии опускается уровень с j = l +1/2, так как в этом случае нуклон сильнее взаимодействует с остальными. Состояние характеризуется полным моментом импульса нуклона j. Состояние характеризуется полным моментом нуклона j. Величину j указывают в качестве нижнего индекса при l. Так, вместо уровня 1p появляются два уровня 1р ½ и 1р ³.

72 Величина расщепления, тем больше, чем больше l. Начиная с уровня 1g, затем 1h и т. д., ls-расщепление становится сравнимым с расстоянием между соседними осцилляторными оболочками.Расщепление уровней с l 4 настолько велико, что нижний уровень оболочки с максимальным j и l сильно опускается вниз по энергии и оказывается в предыдущей оболочке. Это относится к уровням 1g, 1h ¹¹, 1i ¹³ и 1j ¹, которые попадают соответственно в 4-ю, 5-ю, 6-ю и 7-ю оболочки. В результате происходит перегруппировка уровней в оболочках.

73

74 Несохранение четности в слабых взаимодействиях Четность и отражение в зеркале Пусть x / = x, y / = y, z / = z, тогда можно предположить, что

75 Закон сохранения четности α=+1 – положительная внутренняя четность; α=1 – отрицательная внутренняя четность. Четность системы частиц равна произведению четностей частиц, составляющих систему. Нарушение закона сохранения четности в слабых взаимодействиях:

76 Закон сохранения комбинированной четности CP комбинированная четность: замена частиц на античастицы и операция инверсии