Материал: l_05
Цветные
Цветные
кварки
кварки
u
c
t
d
u
c
t
d
u
c
t
d
s
s
s
b
b
b
18
цветных
кварков
e e
адроны
+ −
→
→
(
) / (
)
R
e e
адроны
e e
σ
σ
μ μ
+ −
+ −
+
−
=
→
→
Процесс
e e
+ −
-
аннигиляции
в
адроны
происходит
следующим
образом
.
В
результате
уничтожения
электрона
и
позитрона
рождается
виртуальный
γ
-
квант
,
который
рождает
пару
кварк
-
антикварк
.
Эта
пара
затем
превращается в
адроны
.
Вероятность
рождения
пары
кварк
-
антикварк
отличается
от
вероятности
рождения
пары
μ μ
+
−
только
величиной
зарядов
рождающихся
кварков
.
Поэтому
процесс
e e
μ μ
+ −
+
−
→
обычно
используют
для
нормировки
сечения
e e
адроны
+ −
→
→
.
На
рисунке
показана
зависимость
сечения
реакции
e
e
адроны
+
−
+
→
от
суммарной
энергии
электрона
и
позитрона
.
Вверху
указаны
названия
резонансов
,
образующихся
в
реакции
e
e
адроны
+
−
+
→
.
Сечение
реакции
e
e
адроны
+
−
+
→
нормировано
на
сечение
реакции
e
e
μ
μ
+
−
+
−
+
→
+
.
Цвет
Цвет
кварков
кварков
Проявление
цвета
кварков
можно
проверить
,
изучая
энергетическую
зависимость
сечения
e
e
адроны
+
−
+
→
q
адроны
→
γ
e
+
e
−
q
адроны
→
(
)
(
)
e e
адроны
R
e e
σ
σ
μ μ
+ −
+ −
+
−
→
=
→
Так
как
сечение
падает
с
ростом
энергии
сталкивающихся
частиц
удобнее
анализировать
величину
e e
f f
γ
+ −
→ →
Теория
предсказывает
2
i
R
Q
= ∑
Суммируются
заряды
всех
ароматов
кварков
,
образующихся
при
данной
энергии
.
В
области
энергий
ниже
рождения
кварков
2
2
2
6
2
1
1
2
1
3
3
3
9
3
( )
( )
( )
R
=
+
+
= =
cc
2
2
2
2
10
2
1
1
2
2
3
3
3
3
9
( )
( )
( )
( )
R
=
+
+
+
=
В
области
энергий
ниже
рождения
кварков
bb
В
области
энергий
ниже
рождения
кварков
t t
2
2
2
2
2
2
1
1
2
1
11
3
3
3
3
3
3
9
( )
( )
( )
( )
( )
R
=
+
+
+
+
=
Если
кварки
имеют
3
цвета
,
то
величины
R
1
, R
2
, R
3
утраиваются
.
Результаты
эксперимента
подтверждают
ожидаемые
величины
зарядов
кварков
и
то
,
что
каждый
кварк
имеет
три
цвета
.
Цвет
Цвет
Силы
взаимодействия
между
кварками
называют
цветными
.
Кварки
имеют
цветные
заряды
и
объединяются
в
адроны
так
,
что
получаются
бесцветные
комбинации
.
Можно
проследить
аналогию
со
строением
атома
.
Так
же
как
из
комбинации
отрицательно
заряженных
электронов
и
положительно
заряженных
ядер
получаются
нейтральные
атомы
,
так
и
из
цветных
кварков
получаются
бесцветные
адроны
.
В природе
допустимы
только
бесцветные
состояния
составных
систем
из
кварков
и
глюонов
.
Поэтому
мы
не
видим
отдельные
цветные
кварки
,
а
видим
только
их
бесцветные
комбинации
в
виде
адронов
.
Конфайнмент
Конфайнмент
Конфайнмент
—
удержание
цветных
кварков
и
глюонов
внутри
бесцветных
адронов
.
Согласно
модели
кварков
все
адроны
состоят
из
кварков
.
Переносчиками
сильного
взаимодействия
между
кварками
являются
глюоны
.
Кварки
и
глюоны
характеризуются
квантовым
числом
цвет
.
Однако
ни
в
природе
,
ни
в
экспериментах
при
высоких
энергиях
кварки
и
глюоны
в
свободном
состоянии
в
виде
цветных
объектов
не
обнаружены
.
Гипотеза
конфайнмента
состоит
в
том
,
что
кварки
и
глюоны
могут
существовать
только
в
связанном
состоянии
внутри
адрона
.
Для
того
чтобы
не
дать
возможности
кваркам
покинуть
адрон
,
силы
связывающие
кварки
в
адроне
должны
возрастать
с
увеличением
расстояния
между
кварками
.
В
то
же
время
известно
,
что
между
адронами
не
действуют
такие
силы
,
т
.
к
.
адроны
существуют
изолированно
друг
от
друга
.
Эти
характерная
особенности
сильного
цветного
взаимодействия
,
связывающего
цветные
частицы
,
позволяют
объяснить
также
,
почему
не
наблюдаются
комбинации
из
двух
или
четырех
кварков
.