Как открывать новые кварки?
Кварки образуются в результате e+e- аннигиляции
e+ q+
γ
e− q−
Поэтому кварки можно наблюдать по e+e- и μ+μ- парам, образующимся при аннигиляции qq
q e+
q |
γ |
e− |
|
q |
μ+ |
γ
q |
μ− |
c-кварк
C-кварк
В 1974 году одновременно две группы физиков объявили о наблюдении новой частицы. Группа Тинга обнаружила узкий резонанс 3.1 ГэВ/с2 в спектре масс e+e—пар образующихся в реакции соударения протонов с ядрами бериллия Be.
p + Be →e+e− +остальныечастицы
Резонанс был назван J-частицей.
Практически в тот же день группа Рихтера обнаружила узкий резонанс в сечениях реакций e+ +e− → адроны,
e+ +e− → e+ +e− , e+ +e− → μ+ +μ− при том же значении энергии 3.1ГэВ. Резонанс был назван ψ-частицой.
Наиболее интересным свойством новой открытой частицы, окончательно названной J
ψ -частицей, является узкая ширина резонанса Γ=91КэВ. Ширина резонанса характеризует время жизни частицы τ: τ = Γ
Время жизни J
ψ частицы почти в 1000 раз больше, чем у известных частиц такой массы. Причина такого долгожития в том, что в ее состав входит новый неизвестный ранее с-кварк, названный очарованным кварком. Было высказано предположение, что J
ψ частица это мезон, состоящий из
с-кварка и с-антикварка, т.е. это частица со скрытым очарованием. с-кварк несет новое квантовое число c, названное «очарованием». Очарованный кварк порождает новое семейство адронов, имеющих в своем составе с-кварк или с-антикварк. Очарованные частицы - тяжелые, т.к. масса очарованного кварка больше массы странного кварка.
C-кварк
Burton Richter |
Samuel Chao Chung Ting |
1970 г. — Шелдон Глэшоу, Джон Илиопулос и Лучиано Майани (Sheldon Glashow, John Iliopoulos and Luciano Maiani)
выдвинули гипотезу о существовании квантового числа c — чарм.
1974 г. — Бартон Рихтер и Сэмюэль Тинг
(Burton Richter and Samuel Ting)
открыли J/ψ - мезон — связанное
состояние c-кварков.
Нобелевская премия по физике 1976 г. - Б. Рихтер, С. Тинг
За открытие тяжёлой элементарной частицы нового типа