ядерная физ / li_09
.pdf
∆резонанс
∆- резонансы наблюдаются в сечениях реакций p и p . Самый низкий по энергии это резонанс
(1232) имеющий спин-чётность J P = 3/2+ и |
|
изоспин |
|
I = 3/2. |
|
и 0 можно рассматривать как |
|||||||||
возбужденные состояния нуклона. По сравнению с нуклонами, у которых J 1/ 2 и I 1/ 2 , эти резонансы |
|||||||||||||||
имеют J 3/2, I=3/2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рn
Основные каналы распада -резонансов
Низкорасположенные нуклонные резонансы в основном распадаются по каналу (n или p) . Каналы распада -резонанса показаны на рис. Эти каналы составляют 99% всех возможных распадов.
Поскольку резонансы распадаются за счёт сильного взаимодействия, сохраняющего изоспин и его проекцию, то, пользуясь изоспиновой инвариантностью, можно установить изоспин этих резонансов. Изоспины нуклона и пиона равны соответственно 1/2 и1. Отсюда следует, что изоспин системы пион-нуклон
может равняться либо 1/2, либо 3/2. Система p имеет проекцию изоспина I3=1/2. Такую проекцию может иметь как изоспин I=3/2, так и I=1/2. Поэтому при взаимодействии p наблюдаются как состояние I=3/2, так и состояние I 1/2. Система p имеет изоспиновую проекцию I3=3/2. Поэтому в реакции p наблюдается только состояние с I=3/2. Следовательно, все резонансы, которые наблюдаются в сечении p , имеют
изоспин I=3/2, а те резонансы, которые наблюдаются в сечении p, но в сечении p отсутствуют, имеют
изоспин I=1/2.
Электромагнитные и слабые распадыды адроновадронов
Следующими по скорости являются распады за счёт электромагнитного взаимодействия. Обычно это время
больше 10 19 с.
0
электромагнитный распад
|
|
|
7, 4 10 20 c |
|
|
|||
|
u |
|
u |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
d |
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|||||
s 
s
M ( 0 ) 1193 МэВ
M ( ) 1116 МэВ
p 0
слабый распад
0,8 10 10 c
u
u
s
W
M ( ) 1189 МэВ M ( p) 938,3 МэВ
u u
u u d
M ( 0 ) 135 МэВ
Слабые распады адроновов
180 ГэВ t
u c t +2/3 d s b -1/3
5 ГэВ b Прелестные частицы
1.8 ГэВ с Очарованные частицы
0.5 ГэВ s Cтранные частицы
0.33 ГэВ u d |
протон |
Образование D*+ резонанса в реакции ++pp
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M (D* ) 2010 МэВ |
|
|
||
|
|
|||
|
|
|
||
M (D0 ) 1864 МэВ |
|
|
|
|
M ( ) 105,7 МэВ |
|
|
||
M ( , ) 139,6 МэВ |
|
|||
|
|
|
||
M (K ) 493,7 МэВ |
|
|
|
|
M ( ) 1197,3 МэВ |
|
|
|
|
Рождение и распад Ω–-гиперонарона
K p K 0 K
0
M ( ) 1672,5 МэВ
M ( 0 ) 1314,9 МэВ
M ( ) 1115,6 МэВ M ( p) 938,3 МэВ
M ( , ) 105,7 МэВ
M ( , ) 139,6 МэВ
Каналы распада |
Относительные вероятности |
||
|
|
||
|
|
63.4% |
|
0 |
|
21.1% |
|
|
|
5.6% |
|
|
|||
0 |
е е |
|
4.9% |
0 |
|
3.3% |
|
0 0 |
1.7% |
||
|
|
|
|
|
5.5·10 3 |
||
|
|
||
0 0 |
|
||
2.8·10 4 |
|||
0 |
е е |
2.7·10 4 |
|
|
1.0·10 4 |
||
е е |
4.1·10 5 |
||
0 0 е е |
|
||
2.1·10 5 |
|||
е е |
|
1.6·10 5 |
|
|
1.4·10 5 |
||
Распадыды KK++ -- мезонамезона
M(K ) 494 МэВ1.2 10 8 с
J p (I) 0 (1/ 2)
Распады K+ - мезона
M (K ) 494 МэВ |
1.2 10-8 |
с |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
u |
|
|
|
u |
|
0 |
|
||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
s |
|
|
|
|
|
|
u |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
|
|
u |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d
|
u |
|
|
(е ) |
K |
K |
W |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
s
( е)
J p 0
u
u
s
u 0
(е )
W
( е)
u 
u
0
s 
u
W |
u |
0 |
|
u |
|
ud
Законы сохранения
Характеристика |
|
|
|
Взаимодействие |
|
|
|
|
|
сильное |
|
электро |
слабое |
|
|
|
|
|
магнитное |
|
|
|
Аддитивные законы сохранения |
|
|
||
Электрический заряд |
Q |
|
+ |
|
+ |
+ |
Энергия |
E |
|
+ |
|
+ |
+ |
Импульс |
|
|
+ |
|
+ |
+ |
Момент количества движения |
|
+ |
|
+ |
+ |
|
Барионный заряд |
B |
|
+ |
|
+ |
+ |
Лептонные заряды |
Le,L ,L |
|
+ |
|
+ |
+ |
Странность |
s |
|
+ |
|
+ |
|
Очарование (charm) |
c |
|
+ |
|
+ |
|
Bottom |
b |
|
+ |
|
+ |
|
Top |
t |
|
+ |
|
+ |
|
Изоспин |
I |
|
+ |
|
|
|
Проекция изоспина |
I3 |
|
+ |
|
+ |
|
|
Мультипликативные законы сохранения |
|
||||
Пространственная чётность P |
|
+ |
|
+ |
|
|
Зарядовая чётность |
C |
|
+ |
|
+ |
|
Комбинированная чётность CP |
|
+ |
|
+ |
|
|
Обращение времени |
T |
|
+ |
|
+ |
|
CPT-инвариантность |
|
|
+ |
|
+ |
+ |
Распады π – мезонов
Каналы распада -мезона ( 2.6 10 8 с)
Каналы распада |
Относительная вероятность |
|||||||
|
|
|
|
|
|
99.988% |
||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
2.0·10 4 |
||
|
|
|||||||
|
е |
|
|
|
|
1.2·10 4 |
||
|
|
е |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1.6·10 |
7 |
|
|
е |
е |
|
|
||||
|
|
|
е |
0 |
|
1.0·10 |
8 |
|
е |
|
|
|
|||||
|
|
е |
|
е |
|
3.2·10 |
9 |
|
е |
е |
|
|
|
||||
е |
|
|
|
|
|
|
5·10 6 |
|
|
|
|
|
|
||||
е |
|
|||||||
Каналы распада 0-мезона ( 0.84 10 16 с) |
||||||||
Каналы распада |
Относительная вероятность |
|||||||
|
|
2 |
|
|
|
98.80% |
||
|
|
|
|
|||||
|
е е |
|
1.2% |
|||||
е+е+е е |
3.1·10 5 |
|||||||
|
е+е |
|
|
6.2·10 8 |
||||
|
|
4 |
|
|
|
2·10 8 |
||
Распады π – мезонов
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
q |
|
|
|
|
|
|
0 |
uu dd |
|
d |
|
q |
|
|
|
Так как -мезон является самым легким положительно заряженным адроном, он должен распадаться на легкие заряженные лептоны е или и соответствующие нейтриное( ) или антинейтрино е( ). Распад происходит в результате
слабого взаимодействия, поэтому -мезон имеет характерное для слабого взаимодействия время жизни ( ) 2.6 10 8 с.
Распад 0 -мезона происходит в результате электромагнитного взаимодействия. Поэтому время жизни 0 -мезона ( ( 0 ) 0.84 10 16 с) много меньше времени жизни заряженных пионов.