пси-частицы

ПСИ-ЧАСТИЦЫ (y-частицы) - общее назв. группы нейтральных мезонов со спином 1 и отрицательной внутренней чётностью, имеющих близкие свойства и значения масс, лежащие в интервале 3-4 ГэВ. П--ч.- истинно нейтральные частицы; их зарядовая чётность С = -1.

Первая из этой группы частиц (т. н. -частица) с массой ок. 3,1 ГэВ открыта в 1974 почти одноврем. двумя коллективами физиков: С. Тингом (S. Ting) с сотрудниками [1] при изучении спектра масс элект-рон-позитронных пар, образующихся в столкновении р + p при энергии падающих протонов 30 ГэВ; Б. Рихтером (В. Richter) с сотрудниками [2] в экспериментах на встречных электрон-позитронных пучках при исследовании энергетич. зависимости сечения аннигиляции в диапазоне энергий в системе центра инерции (с. ц. и.) 2,4-4,8 ГэВ. В обоих случаях чётко проявилось существование тяжёлого мезона со спином 1, распадающегося в канал е⁺ + е^-: в первом эксперименте- по наличию пика в спектре масс е⁺е^--пар, во втором - по наличию резонанса в энергетич. зависимости сечения при=3,1 ГэВ. (Обозначения J и y предложены соответственно 1-й и 2-й группами экспериментаторов, с чем и связано двойное название частицы.) Во втором эксперименте практически сразу была открыта и -частица с массой 3,685 ГэВ. Несколько позже в экспериментах на встречных электрон-позитронных пучках были обнаружены и др. П--ч. Их совр. характеристики приведены в табл.

Открытие -частицы исторически сыграло очень важную роль в становлении кварковой теории строения адронов. была первым изученным тяжёлым мезоном, имеющим удивительно малую распадную ширину (всего 63 кэВ при типичных ширинах для мезонов такой массы "200 МэВ; см. Время жизни ).Единств, последоват. объяснение этому парадоксу можно было дать на основе предположения, что является связанным состоянием ещё не известных к тому моменту тяжёлых кварка и антикварка, несущих новое квантовое число, названное очарованием .Быстрый распад такой системы из очарованных кварка и антикварка возможен только на два мезона, каждый из к-рых имеет в своём составе, по крайней мере, один очарованный кварк (с-кварк) или один антикварк. Существо-ванне таких мезонов, названных D-мезонами, сначала было постулировано, а в 1976 они были обнаружены (см. Очарованные частицы). Масса D-мезона оказалась равной 1864 МэВ. В силу того, что суммарная масса двух D-мезонов (2m_D = 3728 МэВ) превышает массу J/y- и y'-частиц, их распад на пару D + О невозможен (что и было исходно предположено). Распады же на др. мезоны идут с заметно меньшей вероятностью. Это объясняет малые ширины J/y- и y''-частиц и существенно большие (десятки МэВ) ширины других П--ч.

Эксперим. открытие D-мезонов - носителей нового квантового числа - явилось убедит, доводом в пользу правильности трактовки физ. природы П--ч. и решающим образом подтвердило всю концепцию кваркового строения адронов.

Т. о., по совр. представлениям, П--ч.- связанные системы из с-кварка и анти-с-кварка:(см. Кварконий). -частица - наинизшее возможное состояние этой системы при параллельных спинах и L = 0.

- первое радиальное возбуждение этой системы. Последующие П--ч. являются либо орбитальными (L = 2), либо радиальными возбуждениями осн. состояния с ещё большим главным квантовым числом (табл.).

Лит.: 1) Aubеrt J. J. и др., Experimental observation of heavy particle J, "Phys. Rev. Lett.", 1974, v. 33, p. 1404; 2) Augustin J.-E. и др., Discovery of a narrow resonance in e''¹'' e annihilation, там же, р. 1406; 3) Глэшоу Ш., Кварк с цветом и ароматом, пер. с англ., "УФН", 1976, т. 119, в. 4, с. 715.

А. А. Помар.

   <<      Предметный указатель      >>