Кварковая модель
-
Кварковая модель и её история
- Кварковая модель классифицирует адроны по валентным кваркам и антикваркам.
- Модель была предложена Мюрреем Гелл-Манном и Джорджем Цвейгом в 1960-х годах.
- Модель стала частью Стандартной модели, описывающей сильные и электрослабые взаимодействия.
-
Квантовые числа адронов
- Адроны состоят из валентных кварков и антикварков, определяющих их квантовые числа.
- Квантовые числа включают симметрию Пуанкаре (JPC) и вкусовые квантовые числа (изоспин, странность и т.д.).
- Сильные взаимодействия нечувствительны к вкусовым квантовым числам, что приводит к систематическим соотношениям массы и связи.
-
Классификация адронов
- Мезоны состоят из пары кварк-антикварк и имеют барионное число 0.
- Барионы состоят из трех кварков и имеют барионное число 1.
- Кварки и антикварки подчиняются формуле Гелл-Манна-Нисидзимы.
-
История и развитие
- Разработка схем классификации адронов началась после открытия множества новых частиц.
- Ранние модели, такие как модель Ферми и Яна, не смогли объяснить барионы.
- Формула Гелл-Манна-Нисидзимы привела к восьмиступенчатой классификации адронов.
-
Мезоны и барионы
- Мезоны имеют нулевое барионное число и состоят из пары кварк-антикварк.
- Барионы имеют барионное число 1 и состоят из трех кварков.
- Барионы антисимметричны по цвету и симметричны по аромату, вращению и пространству.
-
Симметрия и классификация
- Кварки образуют триплет SU(3), а антикварки — комплексно-сопряженное представление.
- Девять мезонов могут быть разложены на синглет и октет.
- Барионы могут быть представлены как 10 состояний с симметричным сочетанием вкуса и аромата.
-
Современные применения
- Кварковая модель стала частью Стандартной модели и используется для описания сильных и электрослабых взаимодействий.
- Модель объясняет различия в массе адронов и их связь с кварками.
-
Декуплетные барионы
- Включают четыре дельты, три сигмы, два Xis и один Омега
- Волновая функция протона включает 18 состояний
-
Смешение барионов и магнитные моменты
- Модель успешно предсказывает смешение барионов и распределение масс
- Магнитные моменты также описываются моделью
-
Подходы к кваркам
- Теория групп рассматривает кварки как восемь компонентов одной частицы
- Антисимметризация применима ко всем кваркам
- Более простой подход рассматривает кварки как восемь отдельных частиц
-
Открытие цвета
- Цветные квантовые числа характерны для сильного взаимодействия
- Обнаружены в результате классификации кварковой модели
- Оскар Гринберг предположил, что кварки должны быть парафермионами
- Му Ен Хан и Еитиро Намбу предположили существование скрытой степени свободы
- Современная концепция цвета сформулирована Уильямом Бардином, Харальдом Фрицшем и Мюрреем Гелл-Манном
-
Состояния вне кварковой модели
- Полная квантово-механическая волновая функция адрона включает виртуальные кварки и глюоны
- Возможны адроны, не описываемые кварковой моделью: глюболы, гибриды и экзотические адроны