Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
КВАРКОНИЙ

КВАРКОНИЙ

КВАРКОНИЙ - мезон, состоящий из тяжёлого кварка и его антикварка.

Интенсивное эксперим. и теоретич. исследование К. началось после обнаружения в 1974 долгоживущей частицы [1] и последующей серии открытий родственных ей частиц с массами в интервале ок. 3-4 ГэВ. Все эти частицы принадлежат семейству, соответствующему уровням чармония [2] - системы, подобной позитронию и состоящей из очарованного (charm) кварка с и его антикварка В 1977 было обнаружено семейство ипсилон-частиц[3]. С этим открытием утвердился новый, ещё более тяжёлый, прелестный (beauty), или красивый, 6-кварк.частицы являются при этом уровнями системы -ипсилония (называемой также ботто-монием от др. наименования b -кварка - bottom, т. е. нижний кварк в новом кварковом дублете; см. Поколения фермионое).

Для классификации уровней К. принято использовать спектроскопич. обозначения где п _r - радиальное квантовое число, J - полный угл. момент системы, составленный из орбитального момента L и спинового S; при этом пространств, чётность зарядовая чётность Частицы являются осн. векторными состояниями К. ³S₁. На опыте векторные К. наблюдаются как резонансы в е+е ^- -аннигиляции, а также в спектрах масс лептонных пар, образованных при адрон-адронных столкновениях. С -чётные состояния: проявляются в основном в радиац. распадах ³S₁ -уровней типа:

Информация об уровнях чармония и ипсилония иллюстрируется рисунком. Она весьма обширна (cм., напр., [5, 6]), и эта область продолжает интенсивно развиваться. В рамках метода правил сумм в квантовой хро-модинамике[4] возможно количеств. теоретич. описание осн. аспектов физики К. Для описания уровней К. широко используется также нерелятивистская потенц. модель. В этом подходе модельный потенциал взаимодействия, связывающего тяжёлые кварки, строится так, чтобы на малых расстояниях он практически имел кулоновскую форму, а на больших расстояниях продолжал расти, обеспечивая невылетание свободных кварков [5].

Роль К. в физике элементарных частиц чрезвычайно важна, поскольку эта система может служить "пробником" сильного взаимодействия на малых расстояниях. Этот пробник уникален, т. к. он даёт прямую информацию о свойствах глюонных полей (см. Глюоны). В частности, распады К. являются источником глюонов, здесь могут быть исследованы их свойства и специфика процесса превращения глюонов в адроны. Кроме того, К.- удобный объект для исследования слабого взаимодействия. Напр., распады К. являются одним из важных источников информации о разл. экзотич. объектах, возникающих в теории,- Хиггса бозонах, аксионах и т. д. [6].

Существенное влияние на развитие теории может оказать обнаружение и исследование К., построенного из шестого, пока не открытого кварка t, к-рый предсказывается совр. теорией слабого взаимодействия. С этим К. (топонием) связывают надежды на реализацию "фабрики" глюонов, к-рая позволила бы детально исследовать их свойства. Уникальны и возможности изучения свойств слабого взаимодействия в распадах топония.

Схема уровней чармония (а) и ипсилония (б). Сплошные линии соответствуют наблюдённым состояниям и переходам между ними, пунктирные - не установленным твёрдо состояниям (переходам); указаны квантовые числа состояний а значения их масс (в единицах МэВ/с ²).

Лит.:1) Aubert J. J. и др., Experimental observation of a heavy particle J, "Phys. Rev. Lett.", 1974, v. 33, p. 1404; Augustin J. E. и др., Discovery of a narrow resonance in e+e^- annihilation, там же, р. 1406; 2) Appelquist Т., P о 1 i t z e r H. D., Heavy quarks and e + e- annihilation, там же. 1975,v. 34, p. 43; De Rujula A., Glashow S. L., Is bound charm found?, там же, р. 46; 3) Herb S. W. и др., Observation of a dimuon resonance at 9. 5 GeV in 400 GeV proton - nucleus collisions, там же, 1977, v. 39, p. 252; I n n e S W. R. и др., Observation of structure in Г region, там же, р. 1240; 4) Novikov V. А. и др., Charmonium and gluons, "Phys. Repts", 1978, v. С 41, p. 1; 5) Быков А. А., Д p e-м и H И. М., Леонидов А. В., Потенциальные модели кваркония, "УФН", 1984, т. 143, в. 1; 6) Хозе В. А., Ш и ф м а н М. А., Тяжелые кварки, там же, 1983, т. 140, в. 1: Шифман М. А., Очарованные и прелестные частицы, там же, 1987, т. 151, в. 2. В. А. Хозе.