ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Рождение частиц при высоких энергиях из "Введение в экспериментальную физику частиц Изд2 " На рис. 4.4 приведены величины полных и упругих сечений тг+р- и 7г р-столкновений (эти сечения равны соответственно сечениям зарядово-сонряженных тг п- и тг+п-столкновений). [c.92] Действительно, согласно этой модели барионы состоят из трех кварков каждый, а мезоны — из кварка и антикварка. При высоких энергиях сечения взаимодействия кварка и антикварка с другими кварками должны быть приблизительно одинаковы, и для величин (Jtot в адрон-адронных взаимодействиях антикварк практически эквивалентен кварку. Если при столкновении двух адропов каждый кварк одного из них взаимодействует независимо с каждым кварком другого, то полные сечения должны быть приблизительно пропорциональны числу кварков в адронах, что и наблюдается на опыте. [c.94] При упругом рассеянии пионов на протонах, как и в рр-рассеянип, преобладают процессы с малой передачей импульса. С ростом передаваемого импульса (увеличением угла вылета рассеявшейся частицы) вероятность упругого рассеяния резко уменьшается. Однако в тгр-рассеянии, в области наибольших возможных передач импульса Ар = 2р (рассеяние назад , на угол 180°) величина упругого дифференциального сечения с сг/с 1(7гр)18о° вновь заметно возрастает (хотя и уступает существенно сечениям в области дифракционного ника). При этом, хотя полные упругие сечения сге 7г р) и сге 7г р) при импульсах начиная с нескольких ГэВ/с и больше приблизительно равны, дифференциальные сечения тг+р-рассеяния вблизи 180° в этой области энергий в несколько раз больше соответствующих 7г р-сечений. [c.94] Пик в 7гр-рассеянии назад может быть объяснен взаимным обменом кварками между пионами и протонами. Их кварковый состав р = ии(1, 7Г+ = г ii, 7г = й, и протон имеет два одинаковых кварка с тг+-мезоном и один — с 7г -мезоном. Поэтому нротон имеет возможность обмениваться кварком с каждым из этих нионов, но вероятность такого обмена с положительным пионом больше. [c.94] Видимые на рис. 4.4 максимумы в кривых зависимости сечепий от энергии обусловлены резонансами в тгр-системе. [c.94] Ширина Г связана с временем жизни г соотношением (3.1) АЕАЬ Н. В данном случае АЕ = Г, А = гиг /г/Г ив системе единиц Я = 1, с = 1, принятой в физике частиц, г = 1/Г. [c.95] При больших массах существует еще целый ряд барионных резонансов с / = 3/2 и возрастающими с ростом массы величинами снина. Их обозначают также символом А и указывают в скобках их массу (например, резонанс с/ = 3/2, 7=11/2п массой 2420 МэВ обозначается А(2420)). [c.95] Барионные резонансы с / = 1/2 наблюдаются в 7г р-системе. Эти резонансы обозначают символом ТУ, также указывая их массу. Нанример, видимые на рис. 4.4 резонансы нри сцм = 1520 и 1650 МэВ обозначают соответственно ТУ(1520) и ТУ(1650). Кварковый состав ТУ-резонансов такой же, как у нуклонов. Для них возможны только состояния с зарядами (5 = 1 и (5 = 0. [c.95] Первое время после открытия резонансов велись споры, считать ли их частицами. Сейчас утвердительный ответ на этот вопрос пе вызывает сомнений. [c.96] Как было рассказано в 2.2.11, множественное рождение частиц в ядерных столкновениях высокой энергии впервые наблюдалось и было исследовано в космических лучах. Уже тогда был установлен ряд характерных особенностей этого процесса, в частности ограниченность поперечных импульсов рождаемых частиц рт, которые, в отличие от продольных импульсов Рт, почти не зависят от энергии столкновения и составляют в среднем 0,3-0,4 ГэВ/с. [c.97] Таким образом, в системе центра масс (которая в симметричных коллайдерах совпадает с лабораторной) вторичные частицы образуют два направленных в противоположные стороны пучка, сужающихся с ростом энергии, поскольку продольные импульсы при этом возрастают. В системе, где частица-мишень покоится, пучок частиц, испускаемых в с. ц. м. в направлении первичной, за счет преобразований Лорепца дополнительно сужается, а пучок, испускаемый в с. ц. м. в противоположную сторону, меняет направление и расширяется. В результате образуются два вылетающих вперед конуса — узкий и широкий . [c.97] В процессах множественного рождения только небольшая доля выделяемой энергии тратится па создание массы покоя образуемых частиц, основная же ее часть превращается в кинетическую энергию этих частиц. [c.97] В событиях мпожествеппого рождения практически очень трудно, а зачастую просто невозможно исследовать одновременно все частицы, поэтому обычно изучают процессы рождения определенных частиц (например 7г ИЛИ К ) независимо от их сопровождения (т. е. по существу суммируя и усредняя все реакции, в которых рождаются выделенные частицы). Такие процессы, называемые инклюзивными, могут быть записаны в виде а+Ь с+Х или а+Ь с+с +... +Х, где X — совокупность всех остальных частиц, сопровождающих рождение изучаемых. [c.97] Первые указания на масштабную инвариантность были получены еще при исследовании космических лучей, доказано ее существование было в экспериментах на серпуховском ускорителе. [c.98] Теория предсказывает существование еще более тяжелых частиц, принципиально важных для дальнейшего развития наших представлений о микромире и о проявляющихся в нем глобальных физических законах. Массы этих частиц не могут быть оценены достаточно точно, но, по-видимому, они относятся уже к области сотен и даже тысяч ГэВ. Ожидается, что такие частицы позволит наблюдать суперколлайдер LH с энергией 2 X 7 ТэВ, который сооружается в ЦЕРНе и войдет в строй в 2005 г. [c.98] Задачам исследований на ускорителях следующего поколения и готовящимся для них экспериментальным установкам будет посвящена последняя глава этой книги. [c.98] Вернуться к основной статье