Введение в ядерную физику / Лекции / Введение в ядерную физику_14v2_2023
.pdfСпины и магнитные моменты
• ++ u u u
Спин кварка s=1/2
Спин ++ s=3/2
u u u состояние соответствует проекции sz=+1/2
+ u u d
проекция sz=+1/2 (u u ) d или (u u )d
(I,Iz) |
- (1,0) (1/2,1/2) |
(1,1) (1/2,-1/2) |
s=1/2 , sz=+1/2
Протон (2/3) u u d +(1/3) u u d Нейтрон (1/3) u d d +(2/3) u d
Магнитные моменты зависят от заряда :
u=2/3d=-1/3s=-1/3
Пример:
++ =2
Протон p=1 Нейтрон n=-2/3
p / n =-1.50. Эксперимент - 1.46
22
Трудности простой кварковой модели
• -=sss Квантовые числа - B=1, Z=-1, T=0, S=-3
Т.е. кварки должны находится в одинаковом состоянии, что противоречит принципу Паули
•Переносчик взаимодействия?
•Механизм удержания кварков? Электрическое поле слишком слабо
Квантовая хромодинамика КДХ
23
Цветовые заряды
• Цветовые заряды кварков являются источником сильного взаимодействия аналогично электрическому заряду для электромагнитного
|
Электрическое поле |
Цветовое поле |
|
|
|
|
|
|
|
Заряд: |
|
|
|
|
Обозначение |
Z |
RGB |
|
КДХ |
|
|
|||
Количество |
2 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
Потенциал |
1/r |
1/r r -0 |
|
|
|
r, r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нейтральная |
Бесцветная |
|
|
Устойчивая |
|
|
|
|
система |
-+ - |
|
RGB |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
Барион |
Мезон |
|
q
• Объекты из кварков бесцветны qRqGqB ,
•Переносчиками цвета являются глюоны gij , где i=RGB, j =
•Всего глюонов 3х3-1 =8 (одно бесцветное состояние не переносит взаимодействие )
Их нумерация соответствуют генератору группы SU(3)
•масса Mg=0, спин Sg=0
25
Пример:
ҧ
qG
qR
|
qG |
|
время |
|
qR |
|
Взаимодействие кварков |
Глюоны взаимодействуют друг с другом с ростом энергии (уменьшением расстояния )
эффективный цветовой заряд уменьшается (Асимптотическая свобода) |
26 |
27
ПАРТОНЫ
Правило масштабной инвариантоности (скейлинг )
Распределение частиц
30
См также Л5