Современная наука о космосе

Скачать 399.5 Kb.

Название	Современная наука о космосе
страница	5/8
Дата публикации	15.01.2015
Размер	399.5 Kb.
Тип	Реферат

100-bal.ru > Астрономия > Реферат

1 2 3 4 5 6 7 8

4 Барион

Барионы (от греч. βαρύς — тяжёлый) — семейство элементарных частиц, сильно взаимодействующие фермионы, состоящие из трёх кварков (предполагается, но не доказано существование барионов из 5 и большего числа кварков, см. Пентакварк). Барионы вместе с мезонами (последние состоят из двух кварков) составляют группу элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии и называемых адронами. К основным барионам относятся (по мере возрастания массы): протон, нейтрон, ламбда-гиперон, сигма-гиперон, кси-гиперон, омега-гиперон. Масса омега-гиперона (3278 масс электрона), почти в 1,8 раз больше массы протона.

Рисунок 4.1 – Компьютерное изображение бариона

Наиболее стабильными барионами являются протон и нейтрон (вместе они составляют группу нуклонов). Первый из них, насколько это сегодня известно, абсолютно стабилен, второй испытывает бета-распад с временем жизни, близким к 1000 с. Более тяжёлые барионы распадаются за время от 10−23 до 10−10 с. Нуклоны имеют кварковый состав uud (протон) и udd (нейтрон). Их спин равен 1/2, странность нулевая. Масса близка к 940 МэВ. Вместе со своими короткоживущими возбуждёнными состояниями нуклоны относятся к группе N-барионов. Барионы, содержащие как минимум один странный кварк (но не содержащие более тяжелых кварков), называются гиперонами. В семействе барионов, кроме нуклонов, выделяют группы Δ-, Λ-, Σ-, Ξ- и Ω-барионов.

-Δ-барионы (Δ++, Δ+, Δ0, Δ−), как и нуклоны, состоят из u- и d-кварков, но, в отличие от нуклонов, их спин равен 3/2. Распадаются они главным образом на нуклон и пион. Время жизни Δ-барионов близко к 10−23 с.

-Λ-барионы (Λ0) — нейтральные (но не истинно нейтральные) частицы со спином 1/2 и странностью −1 (то есть их можно называть Λ-гиперонами), состоящие из u-, d- и s-кварка. В них u- и d-кварки находятся в синглетном по изоспину состоянии (I=0). Масса 1117 МэВ. Распадаются преимущественно на протон и отрицательный пион или на нейтрон и нейтральный пион с временем жизни 2,6×10−10 с. Открыты также тяжёлые Λ-барионы (Λ+c и Λ0b), в которых странный кварк заменён очарованным (c-кварком) или красивым (b-кварком).

-Σ-барионы (Σ+, Σ0, Σ−) имеют спин 1/2, странность −1. Как и Λ-барион, состоят из u-, d- и s-кварка, но триплетны по изоспину (I=1). Нейтральный Σ0-барион имеет тот же кварковый состав, что и Λ0-барион (uds), но тяжелее. В связи с этим он очень быстро распадается в Λ0 с вылетом фотона. Время жизни составляет лишь 6×10−20 с, поскольку распад происходит за счёт электромагнитного взаимодействия). Σ+ (uus) и Σ− (dds) распадаются за примерно 10−10 с на пион и нуклон. Следует отметить, что Σ+ и Σ− не являются частицей и античастицей — это самостоятельные частицы, каждая из них (как, кстати, и Σ0) имеет свою античастицу. Массы Σ-гиперонов составляют около 1200 МэВ. Обнаружены также тяжёлые Σ-барионы, не являющиеся гиперонами (то есть содержащие вместо s-кварка более тяжёлый кварк).

-Ξ-барионы (Ξ0 и Ξ−) имеют спин 1/2, странность −2. Они содержат по два странных кварка; кварковый состав uss (Ξ0) и dss (Ξ−). Их масса близка к 1,3 ГэВ. Распадаются (с временем жизни около 10−10 с) на пион и Λ0-гиперон. Существуют тяжёлые Ξ-барионы, не являющиеся гиперонами (один из странных кварков заменен c- или b-кварком).

-Ω-барионы (существует лишь один тип этих частиц, Ω−гиперон) имеют спин 3/2 и странность −3, состоят из 3 странных кварков (sss). Масса частицы 1,672 ГэВ. Преимущественные моды распада — на Λ0-гиперон и отрицательный каон или на Ξ0 и отрицательный пион (время жизни около 10−10 с). Открыты некоторые тяжёлые Ω-барионы, отличающиеся заменой одного из s-кварков на тяжёлый кварк.

Рисунок 4.2 - Декуплет барионов со спином 3/2

Рисунок 4.3 - Октет барионов со спином 1/2

Существует также широкий спектр короткоживущих возбуждённых состояний этих барионов. Большинство лёгких барионов в основном состоянии распадаются за счёт слабого взаимодействия, поэтому их время жизни относительно велико (исключение составляет, как было отмечено выше, Σ0-гиперон). Лёгкие барионы (гипероны, Δ-барионы и нуклоны) в зависимости от спина входят в состав одного из двух мультиплетов: декуплета со спином 3/2 (Δ-барионы, Ω-гипероны и возбуждённые состояния Σ- и Ξ-гиперонов) и октета со спином 1/2 (нуклоны, Σ-, Λ- и Ξ-гипероны).

Барионы подчиняются эмпирически установленному закону сохранения барионного числа: в замкнутой системе величина, равная разности количества барионов и количества антибарионов, сохраняется. Эта величина называется барионным числом. Причины сохранения барионного числа пока неизвестны (во всяком случае, с ним не связано какое-либо калибровочное поле, как с электрическим зарядом), однако во многих вариантах современных (пока не подтверждённых) теорий, расширяющих Стандартную Модель, этот закон может нарушаться. Если барионное число не сохраняется, то протон (самый лёгкий из барионов) может распадаться; однако пока распад протона не обнаружен — установлено только нижнее ограничение на время жизни протона (от 1029 до 1033 лет, в зависимости от канала распада). Предсказываются и другие процессы, не сохраняющие барионное число, например, нейтрон - антинейтронные осцилляции.

1 2 3 4 5 6 7 8

Похожие:

	Лештаев Валерий Иванович. Перестройка в Космосе и на Земле. Lib ru/Современная литература Современная литература: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Помощь] Оставить комментарий		Викторина «Что ты знаешь о космосе» Учитель начальных классов: Токарева Наталья Ивановна Реквизиты: книги о космосе, рисунки и рефераты ребят, высказывания о космосе, портреты космонавтов, презентация
	Вопросы для кроссворда Реквизиты: книги о космосе, рисунки и рефераты учащихся, высказывания о космосе, портреты космонавтов		Рабочая программа по дисциплине б экономика Современная экономическая наука необъятна, поэтому данный учебный курс направлен на те ее разделы, которые объясняют, как устроена...
	Рабочая программа по дисциплине б экономика Современная экономическая наука необъятна, поэтому данный учебный курс направлен на те ее разделы, которые объясняют, как устроена...		Рабочая программа по дисциплине б экономика Современная экономическая наука необъятна, поэтому данный учебный курс направлен на те ее разделы, которые объясняют, как устроена...
	Классный час Тема: "Путь в космос" Реквизиты: книги о космосе, рисунки и рефераты учащихся, высказывания о космосе, портреты космонавтов		«Молодежь. Общество. Современная наука, техника и инновации» (25 апреля 2009) «Ономастика – наука об именах и названиях». В своей работе я хочу исследовать историю возникновения названий населенных пунктов Томской...
	1 Современная наука Рассмотрено на заседании кафедры ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры, протокол № от 2011г		Ораторское искусство. История и современность Риторика как наука Программные задачи: Воспитывать чувство гордости за родную страну, которая стала первой в освоении космоса. Обогатить и расширить...
	Цитология наука о клетке. Клетка струтурная и функциональная единица живого Программные задачи: Воспитывать чувство гордости за родную страну, которая стала первой в освоении космоса. Обогатить и расширить...		«Космос», лепка планет солнечной системы, рассматривание иллюстраций о космосе Познакомить детей с российским праздником – Днём космонавтики, расширить и углубить знание детей о космосе, дате первого полёта Юрия...
	[современная наука: тенденции развития] О муниципальной целевой программе «Профилактика терроризма и экстремизма на территории Кировского района рсо-алания»		Тема урока Кол-во часов Знать краткую историю развития биологии. Уметь доказать, современная биология-комплексная наука
	«Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения» Федеральный закон от 22. 08. 1996 n 125-фз "О высшем и послевузовском профессиональном образовании". Глава I		Реферат на тему тросовые системы в космосе Космические тросовые системы новые, нетрадиционные структуры, создаваемые человеком в космосе, позволяют выполнять задачи, которые...

Школьные материалы