Материал: l_05
d
u
u
u
u
струя
вперёд
струя
назад
кварки
наблюдатели
+
W
протон
μ
ν
пары
q
q
−
Диаграмма
рождения
адронных
струй
при
столкновении
с
протоном
μ
ν
p
струи адронов
μ
ν
μ
−
+ →
+
d
u
μ
ν
μ
−
+ →
+
( ) 0.65 0.12
Q u
=
±
μ
−
u
Электрические
Электрические
заряды
заряды
кварков
кварков
u
u
d
u
d
струя
вперёд
струя
назад
кварки
наблюдатели
W
−
протон
μ
ν
пары
q
q
−
Диаграмма
рождения
адронных
струй
при
столкновении
с
протоном
p
струи адронов
μ
ν
μ
+
+ →
+
u
d
μ
ν
μ
+
+ →
+
( )
0.33 0.09
Q d
= −
±
μ
+
d
Электрические
Электрические
заряды
заряды
кварков
кварков
μ
ν
Электрические
Электрические
заряды
заряды
кварков
кварков
Процесс
столкновения
мюонного
нейтрино
с
нуклоном
сводится
к
процессу
d
u
μ
ν
μ
−
+ →
+
.
(*)
Аналогично
,
μ
ν
будет
«
выбирать
»
в
нуклоне
кварк
u
и
взаимодействовать
с
ним
по
схеме
u
d
μ
ν
μ
+
+ →
+
.
(**)
Конечный
кварк
(
u
–
в
реакции
(*)
или
d
–
в
реакции
(2)),
получив
в
глубоконеупругом
столкновении
основную
часть
энергии
μ
ν
(
μ
ν
),
приобретает
большую
скорость
и
вылетает
из
нуклона
в
переднюю
полусферу
в
системе
центра
инерции
.
Этот
кварк
называют
лидирующим
.
Оставшиеся
два
кварка
(
кварки
-
наблюдатели
) –
медленные
и
летят
в
заднюю
полусферу
,
что
приводит
к
возникновению
двух
струй
адронов
,
летящих
в
СЦИ
в
противоположных
направлениях
.
Струя
в
передней
полусфере
несёт
информацию
об
электрическом
заряде
лидирующего
кварка
.
Если
поставить
опыт
так
,
чтобы
с
определением
зарядов
адронов
в
струе
в
передней
полусфере
одновременно
идентифицировать
заряд
мюона
,
то
известно
,
к
какому
из
двух
процессов
– (*)
или
(**) –
относится
конкретное
измерение
.
Усредняя
многие
измерения
,
можно
проверить
,
«
помнит
»
ли
струя
адронов
электрический
заряд
лидирующего
кварка
.
Измерения
,
выполнены в
1979
г
.
на
нейтринном
(
антинейтринном
)
пучке
с
энергией
100–200
ГэВ
протонного
ускорителя
TEVATRON (Fermilab,
США
).
События
регистрировались
в
пузырьковой
камере
диаметром
4.5
м
,
наполненной
жидкой
водородно
-
неоновой
смесью
и
помещённой
в
сильное
магнитное
поле
(
≈
3
Тл
).
Камера
использовалась
совместно
с
внешним
мюонным
идентификатором
.
Для
средних
по
событиям
электрических
зарядов
адронных
струй
,
образующихся
в
передней
полусфере
под
действием
пучка
нейтрино
(
антинейтрино
)
получены
величины
:
Q
(
u
)
=
0.65
±
0.12
Q
(
d
)
=
−
0.33
±
0.09,
что
убедительно
согласуется
с
предсказанными
значениями
Q(u)=
+
2/3
и
Q(d)=
−
1/3.
Магнитные
Магнитные
моменты
моменты
кварков
кварков
В
соответствии
с
теорией
Дирака
точечная
заряженная
частица
со
спином
J=1/2,
массой
m
и
зарядом
q
имеет
собственный
магнитный
момент
2
q
mc
μ
=
Магнитные
моменты
u-
и
d-
кварков
:
N
u
u
u
c
m
e
c
m
e
c
m
e
p
μ
μ
2
3
2
3
2
=
=
=
+
=
N
u
d
d
c
m
e
c
m
e
c
m
e
p
μ
μ
−
=
−
=
−
=
−
=
2
6
2
3
1
18
2
3.15 10
/
N
p
e
m c
МэВ Гс
μ
−
=
≈
⋅
−
ядерный
магнетон
(m
p
−
масса
протона
).
Для
адронов
справедливо
соотношение
М
.
Гелл
-
Манна
и
К
.
Нишиджимы
.
Оно
было
установлено
в
1953
г
.
для
адронов
состоящих
из
лёгких
кварков
(u,d,s):
3
2
Y
Q I
= +
Q
—
электрический
заряд
/
3
I
—
проекция
изоспина
кварка
.
Y —
гиперзаряд
.
Y B s
= +
В
–
барионное
число
s
–
странность
кварка
.
С
появлением
других
ароматов
кварков
c
,
b
и
t
используют
обобщённый
гиперзаряд
Y B s c b t
= + + + +
Гиперзаряд
Гиперзаряд
Y
Y