Резонансы

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Резонансы

02.12.2021

Резонанс (резонон) — элементарная частица, представляющая собой возбуждённое состояние адрона. Большинство известных частиц являются резонансами.

Время жизни резонансов: 10−22—10−24 с, поэтому их невозможно наблюдать непосредственно в виде треков на детекторах. Они определяются как пики в полном сечении образования вторичных частиц:

σ ( E ) = σ 0 ( Γ 2 ) 2 ( E − E 0 ) 2 + ( Γ 2 ) 2 {displaystyle sigma (E)=sigma _{0}{frac {left({frac {Gamma }{2}} ight)^{2}}{(E-E_{0})^{2}+left({frac {Gamma }{2}} ight)^{2}}}}

Максимальное сечение σ ( E 0 ) = σ 0 {displaystyle sigma (E_{0})=sigma _{0}} соответствует резонансу с энергией E 0 {displaystyle E_{0}} и шириной Γ {displaystyle Gamma } . Ширина резонанса, выражаемая в единицах энергии соответствует его среднему времени жизни τ {displaystyle au } :

τ = ℏ Γ {displaystyle au ={frac {hbar }{Gamma }}}

Резонансы аналогичны возбуждённым состояниям атома: когда электрон поглощает энергию и переходит на другой более высокий энергетический уровень. Подобные возбуждённые состояния, называемые изомерами, существуют и у атомных ядер. Аналогично электрону в атоме или нуклону в ядре, кварки, получая достаточную порцию энергии, также переходят на другой энергетический уровень. Обычные же (метастабильные) частицы при этом являются основными состояниями кварковой системы. Соответственно, резонансы можно описывать спектральными термами n 2 S + 1 L J {displaystyle n^{2S+1}L_{J}} , где:

  • n {displaystyle n} — главное квантовое число,
  • S {displaystyle S} — спиновое квантовое число (0 или 1 — для мезонов, 1⁄2 или 3⁄2 — для барионов),
  • L {displaystyle L} — орбитальное квантовое число,
  • J = | L ± S | {displaystyle J=|Lpm S|} — внутреннее квантовое число (соответствует спину самого резонанса).

В отличие от электрического поля внутри атома, теория которого довольно проста, кварки находятся в глюонном поле, расчёт которого представляет довольно большую сложность. Поэтому крайне сложно заранее предсказать спектр возбуждения кварковой системы, хотя в большинстве случаев он хорошо описывается теорией полюсов Редже. Также среди резонансов, помимо чистых q q ~ {displaystyle q{ ilde {q}}} и q q q {displaystyle qqq} состояний, встречаются также системы с дополнительными кварками (тетракварк, пентакварк) и глюонной примесью (глюбол). В связи с этим каждый новый резонанс до сих пор является своего рода сюрпризом для физиков.

Номенклатура резонансов

Резонансы обозначаются как и обычные частицы, но за символом в скобках указывается их масса в МэВ. Раньше символ резонанса дополнялся звёздочкой, но сейчас она редко используется.

Для нейтральных мезонов, тетракварков, экзотических мезонов и их резонансов принята следующая схема обозначения:


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: