«Мезон» и «Лептон» так похожи и такие разные

Кварковая модель адронов

Главная идея, высказанная впервые М. Гелл-Манном и Дж. Цвейгом, состоит в том, что все частицы, участвующие в сильных взаимодействиях, построены из более фундаментальных частиц – кварков.

Целый пласт новых явлений и понятий был вскрыт благодаря гипотезе, гласящей что все адроны построены из фундаментальных частиц, названных кварками.

Кварковая модель была предложена в то время, когда были известны лишь так называемые легкие адроны, то есть состоящие только из легких кварков, u, d и s.

Эта модель сразу привела в порядок всю систематику этих адронов. На ее основе не только была понята структура уже известных к тому времени частиц, но и предсказан ряд неизвестных в то время частиц, а открытие очарованных частиц, а затем и еще более тяжелых адронов, содержащих b-кварки, и исследование их свойств явилось блестящим подтверждением кварковой теории адронов.

Впервые, благодаря большой массе с- и b-кварков, предстала во всем своем богатстве и наглядности картина уровней системы кварк-антикварк. Эффект от этого открытия был очень велик.

В кварки поверили даже те, кто раньше относился к ним более чем скептически. Создание и развитие квантовой хромодинамики так же пролило свет на несогласованности имевшие место в кварковой модели.

В настоящее время нет ни одного факта, который бы противоречил квантовой хромодинамике. Однако целый ряд явлений находит в ней лишь качественное объяснение, а не количественное описание.

Классификация кварков: ароматы и цвета

Для согласования кварковой модели адронов с принципом Паули был предложен новый, усложненный вариант модели. Эта модель была предложена в 1965г Н. Н. Боголюбовым, Б. В. Струминским, А. Н. Тавхелидзе в СССР и независимо Й. Намбу, М. И. Ханом в США.

В ней каждый из кварков может появляться в трех различных состояниях, идентичных по всем свойствам, кроме нового особого свойства, названного “цветом” (например, кварки могут быть красными, синими или желтыми). Цвет не имеет прямого отношения к тому, что принято называть цветом в повседневной жизни.

Кварки никак нельзя мыслить в виде окрашенных шариков. Определенный тип кварков (u, d или s) часто именуют “ароматом”. Кварки, как говорят, различают по цвету и аромату.

Согласно этой терминологии каждый аромат кварка может проявляться в трех различных цветовых состояниях, характеризуемых одинаковыми массами, электрическими зарядами и всеми другими свойствами. Антикварки имеют цвета антижелтый, антисиний, антикрасный. Число различных кварков, включая антикварки, равно: 6 x 2 x 3 = 36.

На первый взгляд может показаться, что утроение числа кварков должно привести к значительному увеличению числа адронов, составленных из кварков. Однако в действительности это не так. Чтобы результаты новой кварковой модели согласовались с действительностью, вводится принцип “бесцветности”. Согласно этому принципу все адроны должны быть бесцветными или белыми. Это означает, что каждый барион должен состоять из трех кварков различных цветов. Так как кваркам приписывают основные цвета спектра, то каждая комбинация может быть названа белой, поскольку при смешении основных цветов получается белый цвет.

История [ править ]

Мюон превращается в мюонное нейтрино , испускаяW-бозон . ВW-бозон впоследствии распадается на электрон и электронное антинейтрино .

Номенклатура лептонов

Имя частицы	Имя античастицы
Электрон	Антиэлектронный Позитрон
Электронное нейтрино	Электронный антинейтрино
Мюон Mu лептон Mu	Антимуон Антиму лептон Антиму
Мюонных нейтрино мюонного нейтрино Му нейтрино	Мюонных антинейтрино мюонных антинейтрино Му антинейтрино
Тауон Тау лептон Тау	Antitauon Antitau лептон Antitau
Тауонное нейтрино Тауонное нейтрино Тауонное нейтрино	Тауон-антинейтрино Тауонный антинейтрино Тау-антинейтрино

Первым идентифицированным лептоном был электрон, открытый Дж. Дж. Томсоном и его группой британских физиков в 1897 году. Затем, в 1930 году, Вольфганг Паули постулировал электронное нейтрино, чтобы сохранить сохранение энергии , импульс и сохранение энергии. угловой момент в бета-распаде . Паули предположил, что необнаруженная частица уносит разницу между энергией , импульсом и угловым моментом.исходных и наблюдаемых конечных частиц. Электронное нейтрино называлось просто нейтрино, поскольку еще не было известно, что нейтрино бывают разных ароматов (или разных «поколений»).

Спустя почти 40 лет после открытия электрона мюон был открыт Карлом Д. Андерсоном в 1936 году. Из-за своей массы он был первоначально отнесен к категории мезонов, а не лептонов. Позже выяснилось, что мюон гораздо больше похож на электрон, чем на мезоны, поскольку мюоны не подвергаются сильному взаимодействию , и поэтому мюон был переклассифицирован: электроны, мюоны и (электронное) нейтрино были сгруппированы в новая группа частиц — лептоны. В 1962 году Леон М. Ледерман , Мелвин Шварц и Джек Стейнбергер показали, что существует более одного типа нейтрино, впервые обнаружив взаимодействия мюона.нейтрино, за что им была присуждена Нобелевская премия 1988 года , хотя к тому времени уже предполагались различные разновидности нейтрино.

Впервые тау-белок был обнаружен в серии экспериментов между 1974 и 1977 годами Мартином Льюисом Перлом и его коллегами из группы SLAC LBL . Как и электрон и мюон, ожидалось, что он будет иметь связанное нейтрино. Первое свидетельство существования тау-нейтрино было получено из наблюдения «недостающей» энергии и импульса при распаде тау, аналогично «недостающей» энергии и импульсу при бета-распаде, что привело к открытию электронного нейтрино. Первое обнаружение взаимодействий тау-нейтрино было объявлено в 2000 году коллаборацией DONUT в Фермилабе , что сделало его второй по времени частицей Стандартной модели.были под непосредственным наблюдением, с Хиггса быть обнаруженным в 2012 году.

Хотя все имеющиеся данные согласуются с тремя поколениями лептонов, некоторые физики элементарных частиц ищут четвертое поколение. Текущий нижний предел массы такого четвертого заряженного лептона составляет100,8  ГэВ / c 2 , в то время как связанное с ним нейтрино будет иметь массу не менее45,0  ГэВ / c 2 .

История

Из теоретических соображений в 1934 году Хидеки Юкава предсказал существование и приблизительную массу «мезона» как носителя ядерной силы , удерживающей атомные ядра вместе. Если бы не было ядерной силы, все ядра с двумя или более протонами разлетелись бы из-за электромагнитного отталкивания. Юкава назвал свою частицу-носитель мезон, от μέσος mesos , греческого слова, означающего «промежуточный», потому что его предсказанная масса была между массой электрона и протона, масса которого примерно в 1836 раз больше массы электрона. Юкава или Карл Дэвид Андерсон , открывший мюон , первоначально назвал частицу «мезотроном», но его поправил физик Вернер Гейзенберг (чей отец был профессором греческого языка в Мюнхенском университете ). Гейзенберг указал, что в греческом слове «mesos» нет «tr».

Первый кандидат в мезон Юкавы, в современной терминологии известный как мюон , был открыт в 1936 году Карлом Дэвидом Андерсоном и другими в продуктах распада при взаимодействии космических лучей. «Мю — мезон» было около правой массы , чтобы быть носителем Юкавы сильной ядерной силы, но в течение следующего десятилетия, стало очевидным , что она не права частиц. В конце концов было обнаружено, что «мю-мезон» вообще не участвует в сильном ядерном взаимодействии, а скорее ведет себя как тяжелая версия электрона , и в конечном итоге был классифицирован как лептон, как электрон, а не мезон. Делая этот выбор, физики решили, что классификация частиц должна определяться не только массой частиц, но и другими свойствами.

Во время Второй мировой войны (1939–1945) были годы задержек в исследованиях субатомных частиц , когда большинство физиков работали над прикладными проектами для нужд военного времени. Когда в августе 1945 года закончилась война, многие физики постепенно вернулись к мирным исследованиям. Первый истинный мезон, который был обнаружен, был позже назван «пи-мезон» (или пион). Это открытие было сделано в 1947 году Сесилом Пауэллом , Сезаром Латтесом и Джузеппе Оккиалини , которые исследовали продукты космических лучей в Бристольском университете в Англии на основе фотопленок, размещенных в горах Анд. Некоторые из этих мезонов имели примерно такую ​​же массу, что и уже известный мю-мезон, но, казалось, распадались на него, что привело физика Роберта Маршака к гипотезе в 1947 году о том, что на самом деле это был новый и другой мезон. В течение следующих нескольких лет новые эксперименты показали, что пион действительно участвует в сильных взаимодействиях. Пион (как виртуальная частица ) также считается основным переносчиком ядерной силы в атомных ядрах . Другие мезоны, такие как виртуальные ро-мезоны , также участвуют в передаче этой силы, но в меньшей степени. После открытия пиона Юкава был удостоен Нобелевской премии по физике 1949 года за свои предсказания.

В прошлом слово мезон иногда использовалось для обозначения любого носителя силы, такого как « мезон Z » , который участвует в опосредовании слабого взаимодействия . Однако такое использование перестало быть популярным, и теперь мезоны определяются как частицы, состоящие из пар кварков и антикварков.

Примечания[править | править код]

1. ↑ — С. 53—54, 60—63.
2. The Nobel Prize in Physics 1949: Hideki Yukawa. // The Official Web Site of the Nobel Prize. Проверено 30 июня 2016.
3. , с. 57—58
4. — P. 271.
5. , с. 70, 94—95
6. Choi S.-K. et al. Observation of a Resonance-like Structure in the π±ψ′ Mass Distribution in Exclusive B → Kπ±ψ′ Decays // Physical Review Letters, 2008, 100. (см. ISBN )
   — P. 142001-1—142001-10. — Wallace P.R..
7. Aaij R. et al. Observation of the Resonant Character of the Z(4430)- State // Physical Review Letters, 2014, 112. (см. ISBN )
   — P. 222002-1—222002-9. — Wallace P.R..
8. Иванов, Игорь. Новости Большого адронного коллайдера. Эксперимент LHCb окончательно доказал реальность экзотического мезона Z(4430). // Сайт elementy.ru (15.04.2014). Проверено 30 июня 2016.
9. / Ed. by J. L. Rosner and B. D. Winstein. — Chicago: University of Chicago Press, 2001. — xv + 624 p. — ISBN 0-226-90228-5. (см. ISBN )
   — P. 3—4, 15.

«Кабак» с законами сохранения

— Отскок или инфляция — но в принципе это одна и та же Вселенная. Действуют ли в ней фундаментальные законы, например закон сохранения энергии? 

— Как раз с законом сохранения энергии в космологии «кабак». В космологии его просто нет. Он не соблюдается. У вас летит фотон по Вселенной. Он краснеет, длина его волны увеличивается, энергия падает из-за расширения Вселенной. Ну и где здесь закон сохранения энергии? У фотона энергия упала. Факт жизни. И во Вселенной в целом невозможно определить такую величину, которая была бы полной энергией Вселенной. Нет такой. И я не вижу никакой необходимости в законе сохранения энергии. И законов сохранения импульса, момента импульса тоже нет.

— То есть законов сохранения в космологии нет?

— В космологическом контексте они не требуются. И уравнения Эйнштейна не подразумевают, что есть законы сохранения в космологическом контексте. Они начинают функционировать тогда, когда у вас есть локальная материя или энергия, а снаружи пустота. То есть снаружи у вас пространство-время Минковского плоское, и, глядя издалека, вы уже можете говорить о массе и об энергии этого вашего объекта. Если же этот объект не локализован, а, как Вселенная, бесконечен или замкнут, как сфера, то уже об этом разговаривать не приходится.

 Как раз с законом сохранения энергии в космологии «кабак». В космологии его просто нет. Он не соблюдается. У вас летит фотон по Вселенной. Он краснеет, длина его волны увеличивается, энергия падает из-за расширения Вселенной. Ну и где здесь закон сохранения энергии?

Что такое закон сохранения энергии и откуда вообще он берется? Он берется из того, что у вас в разные времена законы физики одни и те же. А здесь у вас Вселенная расширяется, в разные времена у вас все по-разному.

И в космологии такого объекта, как полная энергия, нет. И интеграл от плотности энергии по пространству не сохраняется. Иначе как это может быть: Вселенная расширяется, а плотность темной энергии остается постоянной? Откуда взялась энергия? Ниоткуда. Нет закона сохранения.

Это мы привыкли: энергия, импульс, угловой момент. Нет таких величин в расширяющейся Вселенной. Таких интегралов не придумаешь. В лучшем случае можно написать некий интеграл, который тождественно равен нулю на уравнениях движения.

— А причинно-следственный подход здесь тоже не работает?

— Работает. Очень даже работает. У вас есть скорость распространения сигнала, она вполне конечная. Вот скорость света не меняется. Пока не требуется, чтобы она менялась. Хотя обсуждаются всякие варианты. Гравитационная постоянная тоже не требуется, чтобы менялась. Но опять же, обсуждаются варианты, где гравитационная постоянная — никакая не постоянная, а тоже зависит от времени. Это вопрос опять экспериментальный. Теоретически не исключено.

— А время? Время у вас линейное, с ним все нормально?

— Время — это время. 

— А если все-таки была сингулярность, то до этого, получается, времени не было?

— Как-то плохо верится, что есть настоящая бесконечность. Это значит, что у вас есть настолько большие плотности энергии и настолько сильно искривленное пространство-время, что обычная, нормальная, привычная картинка пространства-времени, плотности энергии, уравнения общей теории относительности — все это не работает. А что работает, никто не знает. Поэтому мы пока не понимаем, что было до этой сингулярности, было ли там что-нибудь или там вообще нельзя задавать вопрос «что было до». Потому что «до» само по себе требует времени. Если в такой системе нет самого понятия времени, то и задавать вопрос «что было до» тоже бессмысленно.

— Ну, например, докажут экспериментально, что постоянная Планка не сохраняется, что никакая это не постоянная — и как вы будете писать уравнения?

— Напишем, что она зависит от времени, и напишем для нее уравнение.

— То есть вы это допускаете?

— А почему нет? В теории струн есть всего одна константа. Но она размерная, поэтому константа это или не константа — понятие относительное… 

— Но что-то в этой Вселенной должно сохраняться? 

— Не обязательно. Во Вселенной нет никаких инвариантов вообще. Есть уравнения, есть их решения. 

Ссылки [ править ]

1. ^ «Лептон (физика)» . Encyclopdia Britannica . Проверено 29 сентября 2010 .
2. ^ Нейв, Р. «Лептонс» . Гиперфизика . Государственный университет Джорджии , факультет физики и астрономии . Проверено 29 сентября 2010 .
3. ^ Фаррар, WV (1969). «Ричард Лэминг и угольно-газовая промышленность с его взглядами на структуру материи». Анналы науки . 25 (3): 243–254. DOI10.1080 / 00033796900200141 .
4. ^ Arabatzis, Т. (2006). Представляя электроны: биографический подход к теоретическим объектам . Издательство Чикагского университета . С. 70–74. ISBN 978-0-226-02421-9.
5. ^ Бухвальд, JZ; Уорвик, А. (2001). Истории электрона: рождение микрофизики . MIT Press . С. 195–203. ISBN 978-0-262-52424-7.
6. Перейти ↑ Thomson, JJ (1897). «Катодные лучи» . Философский журнал . 44 (269): 293. DOI10,1080 / 14786449708621070 .
7. ^ Neddermeyer, SH; Андерсон, CD (1937). «Заметка о природе частиц космических лучей» . Физический обзор . 51 (10): 884–886. Полномочный код1937PhRv … 51..884N . DOI10.1103 / PhysRev.51.884 .
8. ^ a b c «Эксперименты Рейнса-Коуэна: обнаружение полтергейста» . Лос-Аламосская наука . 25 : 3. 1997 . Проверено 10 февраля 2010 .
9. ^ Reines, F .; Коуэн, К.Л., младший (1956). «Нейтрино». Природа . 178 (4531): 446. Bibcode1956Natur.178..446R . DOI10.1038 / 178446a0 .
10. ^ Дэнби, G .; и другие. (1962). «Наблюдение за реакциями нейтрино высоких энергий и существованием двух видов нейтрино» . Письма с физическим обзором . 9 (1): 36. Полномочный код1962PhRvL … 9 … 36D . DOI10.1103 / PhysRevLett.9.36 .
11. ^ Perl, ML; и другие. (1975). «Свидетельства аномального образования лептона ве+е-Аннигиляция ». Physical Review Letters . 35 (22): 1489. Bibcode : 1975PhRvL..35.1489P . Doi : 10.1103 / PhysRevLett.35.1489 .
12. ^ «Физики нашли первые прямые доказательства существования тау-нейтрино в Фермилабе» (пресс-релиз). Фермилаб . 20 июля 2000 г.
13. ^ «Наблюдение взаимодействия тау-нейтрино». Физика Письма Б . 504 (3): 218–224. 2001. arXivhep-ex / 0012035 . Bibcode2001PhLB..504..218D . DOI10.1016 / S0370-2693 (01) 00307-0 .
14. ^ «лептон» . Интернет-словарь этимологии .
15. ^ λεπτός . Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте Perseus .
16. ↑ Найдено на таблицах KN L 693 и PY Un 1322. «Линейное слово Б — репо» . Палеолексикон. Инструмент для изучения слов древних языков. Раймур, К.А. » репо -то» . Минойский линейное А и Б Микенский Линейный . Мертвое Средиземное море. «КН ​​693 Л (103)» . «PY 1322 Un + fr. (Cii)» . DMOS: База данных микенского языка в Осло . Университет Осло .
17. ^ Л. Розенфельд (1948)
18. ^ а б в С. Амслер и др. (2008): Списки частиц—е-
19. ^ а б в г К. Амслер и др. (2008): Списки частиц—μ-
20. ^ C. Amsler et al. (2008): Списки частиц—п+
21. ^ a b c d e C. Amsler et al. (2008): Списки частиц—τ-
22. ^ С. Вайнберг (2003)
23. ^ Р. Уилсон (1997)
24. ^ К. Риссельманн (2007)
25. ^ SH Neddermeyer, CD Андерсон (1937)
26. ^ IV Аницин (2005)
27. ^ ML Perl et al. (1975)
28. ^ К. Кодама (2001)
29. ^ C. Amsler et al. (2008) Поиски тяжелых заряженных лептонов
30. ^ C. Amsler et al. (2008) Поиски тяжелых нейтральных лептонов
31. ↑ ME Пескин, Д.В. Шредер (1995), стр. 197
32. ↑ ME Пескин, Д.В. Шредер (1995), стр. 27
33. ^ Y. Fukuda et al. (1998)
34. ^ a b c d e f Амслер, К .; и другие. (2008). «Списки частиц — свойства нейтрино» .
35. ^ Б с д е е г Б. Р. Мартина, Г. Шоу (1992)
36. ^ Cumalat, JP (1993). Физика в столкновении 12 . Atlantica Séguier Frontières. ISBN 978-2-86332-129-4.
37. ↑ Fraser, G. (1 января 1998 г.). Век частиц . CRC Press. ISBN 978-1-4200-5033-2.
38. ^ Ciezarek G, Севилья Франко М, Гамильтон В, R Ковалевски, Kuhr Т, Лют В, Сато Y (2017). «Вызов универсальности лептонов в распадах B-мезонов». Природа . 546 (7657): 227–233. arXiv1703.01766 . Bibcode2017Natur.546..227C . DOI10.1038 / nature22346 . PMID 28593973 .
39. ^ a b c Peltoniemi, J .; Саркамо, Дж. (2005). «Лабораторные измерения и пределы свойств нейтрино» . Окончательная страница нейтрино . Проверено 7 ноября 2008 года .

Классификация микрочастиц

Основные представления статистической Физики.

При изучении основных физических свойств различных микроприборов (и соответственно материалов из которых они сделаны) нам необходимо выяснить поведение коллектива микрочастиц.

Классификация микрочастиц.

Для проведения классификации необходимо сделать несколько предположений:

1) Все частицы в нашем коллективе будут тождественны, следовательно Принцип Гейзенберга — принцип неразличности частиц в коллективе.

Так как в квантовой механике нет понятия траектории (мы не можем одновременно определить координату и импульс (dх, dр > h), то не можем различить данную частицу в коллективе, т. е. отличить ее от другой.

Пусть есть волновая функция ψ, которая будет описывать поведение 1-ой и 2-ой частицы в рассматриваемом коллективе, следовательно ψ(r1, r2), следовательно W=|ψ(r1, r2)|2dr1dr2 — эта запись показывает вероятность того, что в состоянии, описываемом функцией ψ, координаты 1-ой частицы лежат в интервале r1 ÷ r1+dr1, и 2-ой частицы в интервале r2 ÷ r2+dr2.

Согласно принципу неразличимости, перестановка частиц не должна изменить физического состояния системы

r1-r2->r2-r1

т.е. ψ(r1, r2)->ψ(r2, r1),

следовательно |ψ(r1, r2)|2=|ψ(r2, r1)|2

Это тождество выполняется в 2-х случаях:

1. ψ(r1, r2)=-ψ(r2, r1) — ассиметричная функция — фермионы
2. ψ(r1, r2)=ψ(r2, r1) — симметричная функция — бозоны

Между этими частицами существует обменное взаимодействие, которое может быть 2-х видов :

• отталкивания;
• притяжения.

Для фермионов характерно отталкивание, т.е. стремление к уединению.

Поясним это: Пусть микрочастицы в одинаковом интервале r1=r2 следовательно ψ(r1, r1). По принципу неразличимости ψI(r1, r1)=-ψII(r1, r1).

Два числа с разными знаками равны, если они равны нулю: |ψ(r1, r1)|2 = 0 следовательно вероятность нахождения двух частиц в одном месте, с одинаковыми параметрами равна 0.

Принцип Паули: о невозможности нахождения двух фермионов в одном состоянии.

Фермионы не обладают целочисленным спином : S= ±1/2; ±3/2; …

К фермионам относятся : электроны, протоны, нейтроны, ядра химических элементов, у которых нечетное количество нуклонов (т.к. они тоже имеют не целочисленный спин). Свойством притяжения обладают бозоны (т. е. они стремятся к объединению, чем больше коллектив таких частиц, тем у него больше свойство притягивать к себе другие частицы — бозоны).

По аналогии : ψI(r1, r2)=ψII(r1, r2)&nequal;0 =>ψ(r1, r2)2&nequal;0 — эти частицы могут находиться в одном месте.

Спин у бозонов целочисленный : S= ±1; ±2; …

Бозоны: фотоны, пионы, ядра химических элементов с четным количеством нуклонов.

2) Микрочастицы будем рассматривать как идеальный газ.

И он для нас будет являться простейшим коллективом микрочастиц.

Идеальный газ — это совокупность частиц, энергия взаимодействия которых мала по сравнению с их кинетической энергией.

Уточнение:

• энергия мала не по величине, а это означает, что частицы встречаются редко, но именно это взаимодействие их при встрече приводит к установлению термодинамического равновесия;
• имеется в виду слабое силовое взаимодействие, тогда как обменное взаимодействие — сильное;
• считаем, что все частицы в нашем коллективе движутся, лишь поступательно, т. е. вращательно-колебательное движение мы не учитываем.

Слова, близкие по значению

1	КРУПИЦА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
2	КРУПИНКА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
3	КРОШКА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО	1
4	ЧАСТИЧКА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО	1
5	ПОЗИТРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
6	ПРОТОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
7	ГРАВИТОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
8	ФОТОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
9	НЕЙТРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
10	БАРИОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
11	КАОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
12	НУКЛОН	С ЕД, ИМ, МР, НО	1
13	ПОЗИТРОНИЙ	С ЕД, ИМ, ИМЯ, МР, ОД
14	ЭЛЕКТРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
15	АНТИЧАСТИЦА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
16	АНТИКВАРК	С ЕД, ИМ, МР, НО
17	ЭТА-МЕЗОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
18	ГЛЮОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
19	ЛАМБДА-ГИПЕРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
20	ОМЕГА-МЕЗОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
21	ОМЕГА-ГИПЕРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
22	ПАРТОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
23	РЕЗОНОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
24	МАКРОАГРЕГАТ	С ЕД, ИМ, МР, НО
25	МЮОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
26	АДРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
27	БОЗОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
28	КВАРК	С ЕД, ИМ, МР, НО
29	МЕЗОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
30	ГИПЕРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
31	МЮМЕЗОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
32	НЕЙТРИНО	С 0, ВН, ДТ, ЕД, ЗВ, ИМ, МН, НО, ПР, РД, СР, ТВ
33	АНТИЭЛЕКТРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
34	АНТИНЕЙТРИНО	С 0, ВН, ДТ, ЕД, ЗВ, ИМ, МН, НО, ПР, РД, СР, ТВ
35	АНТИНЕЙТРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
36	АНТИПРОТОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
37	АМИКРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
38	МЕЗОТРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
39	МИЦЕЛЛА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
40	ТАХИОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
41	ПИМЕЗОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
42	МИКРОЧАСТИЦА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
43	КАПЛЯ	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
44	ТОЛИКА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
45	АНТИНУКЛОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
46	АНТИБАРИОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
47	ГЕЛИОН	С ДФСТ, ЖР, ИМЯ, МН, ОД, РД
48	АЛЬФА-ЧАСТИЦА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
49	МАКРОЧАСТИЦА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
50	ПИ-ФОТОМЕЗОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
51	СОРИНКА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
52	ФЕРМИ-ЧАСТИЦА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
53	КАПЕЛЬКА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО	1
54	КРОХА	С ЕД, ЖР, ИМ, МР, МР-ЖР, ОД	1
55	КРОХОТУЛЬКА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
56	КРОХОТКА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
57	КРОШЕЧКА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО	1
58	ФОТОПРОТОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
59	ФОТОПИОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
60	ФОТОЭЛЕКТРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
61	МАЛАЯ ТОЛИКА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
62	ИПСИЛОНИЙ	С ДФСТ, ЕД, ИМ, ИМЯ, МР, ОД
63	РЕЗОНАНС	С ЕД, ИМ, МР, НО
64	ФЕРМИОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
65	ИОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
66	ИСКРА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
67	ПЫЛИНКА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
68	БРАДИОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
69	ТАРДОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
70	ДИОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
71	ЭЛОН	С ДФСТ, ЖР, ИМЯ, МН, ОД, РД
72	ЭКЗОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
73	ДИЧАСТИЦА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
74	ДАЙБАК	С ЕД, ИМ, МР, ОД, ФАМ
75	ГНОМ	С ЕД, ИМ, МР, ОД
76	ИТТИОН	С ЕД, ИМ, МР, ОД, ФАМ
77	ЛЮКСОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
78	МЕДИОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
79	САКАТОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
80	ЮКОН	С ДФСТ, ЕД, ИМ, ЛОК, МР, НО
81	СУБАНТИЧАСТИЦА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
82	СУБЧАСТИЦА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
83	АТОМ	С ЕД, ИМ, МР, НО
84	АУГМЕНТ	С ЕД, ИМ, МР, НО
85	БЕТА-ЧАСТИЦА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
86	БОЗЕ-ЧАСТИЦА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
87	ДЕЛЬТА-ЧАСТИЦА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
88	ПИ-МЕЗОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
89	К-МЕЗОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
90	ЛЯМБДА-ГИПЕРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
91	МИКРОЛЕПТОН	С ДФСТ, ЕД, ИМ, ЛОК, МР, НО
92	ДОЛЯ	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
93	АРТИКЛЬ	С ЕД, ИМ, МР, НО	1
94	ЧУТОЧКА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
95	ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЧАСТИЦА	С ЕД, ЖР, ИМ, НО
96	АНТИФЕРМИОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
97	АНТИАДРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
98	АНТИГИПЕРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
99	АНТИКАОН	С ЕД, ИМ, МР, ОД
100	АНТИЛЕПТОН	С ДФСТ, ЕД, ИМ, ЛОК, МР, НО
101	АНТИМЕЗОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
102	АНТИМЮОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
103	АНТИПИОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
104	ВАРИТРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
105	ВИРИОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
106	ЧАРДЖИНО	С 0, ВН, ДТ, ДФСТ, ЕД, ЗВ, ИМ, ЛОК, НО, ПР, РД, СР, ТВ
107	ПИОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
108	ДЕЛЬТА-ЭЛЕКТРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
109	СПЛАВ	С ЕД, ИМ, МР, НО
110	ТЕРМОЭЛЕКТРОН	С ЕД, ИМ, МР, НО
111	ЯНТАРЬ	С ЕД, ИМ, МР, НО

Номенклатура мезонов[править | править код]

Имя мезона образуется так, чтобы оно определяло его основные свойства. Соответственно, по заданным свойствам мезона можно однозначно определить его наименование. Способы именования разделяются на две категории, в зависимости от того, имеет мезон «аромат» или нет.

Мезоны без ароматаправить | править код

P = (−1)L+1

C = (−1)L+S

Возможные комбинации и соответствующие обозначения мезонов даны в таблице:

	JPC =	(0, 2…)− +	(1, 3…)+ −	(1,2…)− −	(0, 1…)+ +
Кварковый состав	2S+1LJ =	1(S, D, …)J	1(P, F, …)J	3(S, D, …)J	3(P, F, …)J
	π	b	ρ	a
	I = 0	η, η’	h, h’	φ, ω	f, f’
	I = 0	ηc	hc	ψ	χc
	I = 0	ηb	hb	Υ	χb

Примечания:

* Некоторые комбинации запрещены: 0− −, 0+ −, 1− +, 2+ −, 3− +…

† Первый ряд образует изоспиновые триплеты: π−, π, π+ и т. д.

† Второй ряд содержит пары частиц: φ предполагается состоянием , а ω — состоянием В других случаях точный состав неизвестен, так что используется штрих для различения двух форм.

•

**

Нормальные спин-чётные последовательности формируются мезонами, у которых P = (−1)J. В нормальной последовательности S = 1, так что PC = +1 (то есть P = C). Это соответствует некоторым триплетным состояниям (указаны в двух последних столбцах).

Поскольку некоторые из символов могут указывать на более чем одну частицу, есть дополнительные правила:

• В этой схеме частицы с JP = 0− известны как псевдоскаляры, а мезоны с JP = 1− называются векторами. Для остальных частиц число J добавляется в виде нижнего индекса: a, a₁, χ_c1 и т. д.
• Для экзотических мезонов с «запрещённым» набором квантовых чисел JPC = 0− −, 0+ −, 1− +, 2+ −, 3− +, … используют те же обозначения, что и для мезонов с идентичными числами JP, за исключением добавки нижнего индекса J. Мезоны с изоспином 0 и JPC = 1− + обозначаются как ω₁. Когда квантовые числа частицы неизвестны, она обозначается как X с указанием массы в скобках.

Мезоны с ароматомправить | править код

Для мезонов с ароматом схема названий немного проще.

кварк	символ	кварк	символ
c	D	t	T
s		b

2. Если второй кварк тоже имеет аромат (любой, кроме u и d), то его наличие обозначается в виде нижнего индекса (s, c или b и, теоретически, t).

3. Если мезон принадлежит нормальной спин-чётной последовательности, то есть JP = 0+, 1−, 2+, …, то добавляется верхний индекс «*».

Подводя итог, получим:

Кварковый состав	Изоспин	JP = 0−, 1+, 2−…	JP = 0+, 1−, 2+…
	1/2
	1/2
	1/2

† J опущен для 0− and 1−.

Неоконченное заключение

Давайте взглянем на таблицу элементарных частиц, как она выглядит сейчас.

Раньше можно было встретить совсем другие таблицы. Там не было ни кварков, ни глюонов, ни промежуточных бозонов, зато были протон и нейтрон, эта-мезон, кси- со звездочкой, минус-гиперон и еще несколько сот различных частиц. Все они отсутствуют в нашей таблице, поскольку эти частицы теперь уже никак нельзя считать элементарными. На самом деле это сложные составные объекты, сделанные из кварков и глюонов.

Ни кварки, ни глюоны нельзя наблюдать непосредственно — они «не вылетают». Есть только косвенные свидетельства в пользу их существования.

Что касается кварков, то таких свидетельств очень много, они прекрасно согласуются и дополняют друг друга, так что реальность кварков практически несомненна. Вопрос о существовании глюонов на сегодняшний день еще не так ясен — это отмечено соответствующим знаком в таблице.

Вопросительным знаком также отмечены промежуточные бозоны и бозон Хиггса — гипотетические агенты слабого взаимодействия. Имеется красивая и стройная теория — так называемая модель Вайнберга — Салама, — предсказывающая их существование. Помимо красоты и стройности, эта теория обладает также тем достоинством, что она правильно описывает эксперимент всюду, где сравнение теории и эксперимента удалось провести. Но решающий эксперимент — по наблюдению еще впереди.

В таблице нет гравитона — предположительно существующего кванта гравитационного поля, который иногда можно встретить в таблицах элементарных частиц. Дело в том, что более или менее удовлетворительные теории сильного, электромагнитного и слабого взаимодействия уже построены (заметим, что раньше сказать так было нельзя). Эти теории и есть свежевыстроенные стены того здания, о котором говорилось в начале. В то же время квантовая теория гравитации пока не создана, а об экспериментах на эту тему сейчас и думать нечего.

Чтобы не заканчивать статью столь пессимистически, попробуем заглянуть в будущее. Общественное мнение ученых склоняется к тому, что будущая теория элементарных частиц станет единой квантовой теорией поля. Если это так, то все известные сегодня виды взаимодействий (включая гравитационное) суть не что иное, как различные формы проявления глобального «сверхвзаимодействия».

Объединение нескольких видов взаимодействия в единое целое на основе более общей теории — не новость для физики. Электромагнитная теория Максвелла, например, показала, что такие на первый взгляд разные явления, как электричество, магнетизм и свет, имеют одну и ту же природу (именно по этому, например, цвет свечения светодиодных ламп можно описать физическим языком в терминах физики элементарных частиц). Одна из стен будущего здания — теория Вайнберга — Салама — это единая теория слабого и электромагнитного взаимодействия.

В будущей теории не должно остаться места для недоуменных вопросов типа «зачем нужен тау-лептон?» или «почему сильное взаимодействие такое сильное, а слабое — такое слабое?». Эта теория должна ответить на все вопросы, так что мы сможем, наконец, сказать, что действительно знаем, как устроен наш мир.

На вопрос о том, почему же такая замечательная теория до сих пор не создана, можно ответить двояко.

Во-первых, формулировка такой теории — дело, мягко говоря, непростое. Глядя на дрожание наэлектризованных гребешком полосок бумаги и, с другой стороны, на дрожание железных опилок на листке бумаги между полюсами подковообразного магнита, нелегко было угадать вид уравнений Максвелла. Неизмеримо труднее, переводя взгляд с одной части таблицы на другую, понять, какой единый закон обеспечивает все разнообразие свойств элементарных частиц.

Во-вторых, эта теория, если она будет создана, окажется на порядок сложнее существующих. Перед физиками стоят труднейшие математические проблемы, и может пройти не один десяток лет между формулировкой основ теории и моментом, когда станет возможным сравнить предсказания теории с экспериментом.

Тем не менее, задача построения такой теории стоит на повестке дня. Высказаны уже конкретные идеи о том, как должна выглядеть будущая теория. Идеи эти очень красивы, и может быть, их красота не окажется пустоцветом.