Rezonance

Rezonance (resonon [1] ) - krátkodobé excitované stavy hadronů . Většina známých částic jsou rezonance.

Životnost rezonancí je 10 −22 -10 −24 s, nelze je tedy přímo pozorovat ve formě stop na detektorech . Jsou definovány jako píky v průřezu celkové produkce sekundárních částic:

\sigma (E)=\sigma _{0}{\frac {\left({\frac {\Gamma }{2}}\right)^{2}}{(E-E_{0})^{2 }+\left({\frac {\Gamma }{2}}\right)^{2}}}

Maximální průřez odpovídá rezonanci s energií a šířkou . Šířka rezonance, vyjádřená v jednotkách energie, odpovídá její průměrné životnosti : $\sigma (E_{0})=\sigma _{0}$ $E_{0}$ $\Gamma$ $\tau$

\tau ={\frac {\hbar }{\Gamma ))

Rezonance jsou podobné excitovaným stavům atomu: když elektron absorbuje energii a přesune se na jinou vyšší energetickou hladinu . Podobné excitované stavy, nazývané izomery , existují také v atomových jádrech. Stejně jako elektron v atomu nebo nukleon v jádře se kvarky , které přijaly dostatečnou část energie, také přesunou na jinou energetickou hladinu. Obyčejné ( metastabilní ) částice jsou v tomto případě základní stavy kvarkového systému. V souladu s tím mohou být rezonance popsány spektrálními členy , kde: $n^{{2S+1}}L_{J}$

$n$ je hlavní kvantové číslo ,
$S$ - spinové kvantové číslo (0 nebo 1 - pro mezony, 1 ⁄ 2 nebo 3 ⁄ 2 - pro baryony),
$L$ je orbitální kvantové číslo ,
$J=|L\pm S|$ je vnitřní kvantové číslo (odpovídá spinu samotné rezonance).

Na rozdíl od elektrického pole uvnitř atomu, jehož teorie je poměrně jednoduchá, jsou kvarky v gluonovém poli , jehož výpočet je poměrně obtížný. Proto je extrémně obtížné předem předpovědět excitační spektrum kvarkového systému, i když to ve většině případů dobře popisuje teorie Reggeových pólů [2] . Také mezi rezonancemi se kromě čistých a stavů vyskytují i systémy s přídavnými kvarky ( tetraquark , pentakvark ) a gluonovými nečistotami ( lepidlo ). V tomto ohledu je každá nová rezonance pro fyziky stále jakýmsi překvapením. $q{\tilde {q}}$ $qqq$

Nomenklatura rezonancí

Rezonance jsou označeny jako obyčejné částice, ale jejich hmotnost v MeV je uvedena za symbolem v závorce . Dříve byl symbol rezonance doplněn hvězdičkou , ale nyní se používá zřídka.

Pro neutrální mezony, tetrakvarky, exotické mezony a jejich rezonance se přejímá tento zápis: [3]

$já$	Složení kvarku	(0, 1…) − +	(0, 1…) + −	(0, 1…) − −	(0, 1…) + +
$já$	Složení kvarku	JPC _
$I=1$	${\mathrm {u{\tilde {u))))$ a ${\mathrm {d{\tilde {d))))$	$\pi$	$b$	$\rho$	$A$
	${\mathrm {c{\tilde {c}}}}$	$\Pi _{c}$	$Z_{c}$	$R_{c}$	$W_{c}$
	${\mathrm {b{\tilde {b))))$	${\displaystyle \Pi _{b))$	${\displaystyle Z_{b))$	${\displaystyle R_{b))$	${\displaystyle W_{b))$
	${\mathrm {t{\tilde {t}}}}$	${\displaystyle \Pi _{t))$	${\displaystyle Z_{t))$	$R_{t}$	$W_{t}$
$I=0$	${\mathrm {u{\tilde {u))))$ a /nebo ${\mathrm {d{\tilde {d))))$ ${\mathrm {s{\tilde {s))))$	$\eta ,\eta '$	$h,h'$	$\omega ,\phi$	$f,f'$
	${\mathrm {c{\tilde {c}}}}$	$\eta_{c}$	$h_{c}$	$J/\psi ,\psi$	$\chi _{c}$
	${\mathrm {b{\tilde {b))))$	$\eta _{b}$	$h_{b}$	$\Usilon$	$\chi _{b}$
	${\mathrm {t{\tilde {t}}}}$	$\eta _{t}$	$h_{t}$	$\theta$	$\chi _{t}$

Poznámky

↑ Teorie kvarků, 1971 , str. 5.
↑ V.V. Anisovič. Systematizace kvark-antikvarkových stavů a exotických mezonů // Uspekhi fizicheskikh nauk : zhurnal. - 2004. - Leden ( roč. 174 , č. 1 ). — s. 49–72 . - doi : 10.3367/UFNr.0174.200401d.0049 . (Ruština)
↑ Schéma pojmenování hadronů . Získáno 24. února 2021. Archivováno z originálu dne 20. března 2021. (neurčitý)

Literatura

Resonance - článek z fyzické encyklopedie
Kokkede Ya. Teorie kvarků. — M .: Mir , 1971. — 341 s.