Hadronii care conţin quarcul strange (s) mai poartă numele de particule stranii

Σχετικά έγγραφα
Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

H 0 - hamiltonian neperturbat H hamiltonian perturbativ (dependent de timp)

Proprietăţi ale quarcilor generaţia izospin slab aroma nume simbol sarcina Masa (MeV/c 2 )

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Tipuri de interacţiuni O interacţiune sau forţă fundamentală este mecanismul prin care particulele interacţionează şi care nu poate fi exprimat prin

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

Orice forţă poate fi exprimată prin aceste patru tipuri de interacţiuni

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE


Curs 4 Serii de numere reale

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Curs 1 Şiruri de numere reale

MARCAREA REZISTOARELOR

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

CLASIFICAREA PARTICULELOR ELEMENTARE

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

Integrala nedefinită (primitive)

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

Problema a II - a (10 puncte) Diferite circuite electrice

1.7. AMPLIFICATOARE DE PUTERE ÎN CLASA A ŞI AB

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

Premiul Nobel pentru fizica pe anul Mecanismul Higgs

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"


Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

V O. = v I v stabilizator

BARAJ DE JUNIORI,,Euclid Cipru, 28 mai 2012 (barajul 3)

Fig Impedanţa condensatoarelor electrolitice SMD cu Al cu electrolit semiuscat în funcţie de frecvenţă [36].

5.1. Noţiuni introductive

I. Scrie cuvântul / cuvintele dintre paranteze care completează corect fiecare dintre afirmaţiile următoare.

riptografie şi Securitate

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

Subiecte Clasa a VII-a

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

5.4. MULTIPLEXOARE A 0 A 1 A 2

Subiecte Clasa a VIII-a

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

Ovidiu Gabriel Avădănei, Florin Mihai Tufescu,

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

- reprezinta termenul câmpului cristalin - este termenul interacţiunii spin-otrbita

SEMINARUL 3. Cap. II Serii de numere reale. asociat seriei. (3n 5)(3n 2) + 1. (3n 2)(3n+1) (3n 2) (3n + 1) = a

3. Momentul forţei în raport cu un punct...1 Cuprins...1 Introducere Aspecte teoretice Aplicaţii rezolvate...4

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006


Capitolul ASAMBLAREA LAGĂRELOR LECŢIA 25

Functii Breviar teoretic 8 ianuarie ianuarie 2011

Curs 2 Şiruri de numere reale

Erori si incertitudini de măsurare. Modele matematice Instrument: proiectare, fabricaţie, Interacţiune măsurand instrument:

1. PROPRIETĂȚILE FLUIDELOR

RĂSPUNS Modulul de rezistenţă este o caracteristică geometrică a secţiunii transversale, scrisă faţă de una dintre axele de inerţie principale:,

Proiectarea filtrelor prin metoda pierderilor de inserţie

T R A I A N ( ) Trigonometrie. \ kπ; k. este periodică (perioada principală T * =π ), impară, nemărginită.

Spatii liniare. Exemple Subspaţiu liniar Acoperire (înfăşurătoare) liniară. Mulţime infinită liniar independentă

a. Caracteristicile mecanice a motorului de c.c. cu excitaţie independentă (sau derivaţie)

8 Intervale de încredere

Foarte formal, destinatarul ocupă o funcţie care trebuie folosită în locul numelui

Cursul Măsuri reale. D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 15

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

FENOMENE TRANZITORII Circuite RC şi RLC în regim nestaţionar

Lectia VI Structura de spatiu an E 3. Dreapta si planul ca subspatii ane

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

Teoria mecanic-cuantică a legăturii chimice - continuare. Hibridizarea orbitalilor

Capitolul 4 PROPRIETĂŢI TOPOLOGICE ŞI DE NUMĂRARE ALE LUI R. 4.1 Proprietăţi topologice ale lui R Puncte de acumulare

TEMA 9: FUNCȚII DE MAI MULTE VARIABILE. Obiective:

CIRCUITE LOGICE CU TB

Subiecte Clasa a V-a

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

Să se arate că n este număr par. Dan Nedeianu

Activitatea A5. Introducerea unor module specifice de pregătire a studenților în vederea asigurării de șanse egale

EDITURA PARALELA 45 MATEMATICĂ DE EXCELENŢĂ. Clasa a X-a Ediţia a II-a, revizuită. pentru concursuri, olimpiade şi centre de excelenţă

GEOMETRIE PLANĂ TEOREME IMPORTANTE ARII. bh lh 2. abc. abc. formula înălţimii

7. RETELE ELECTRICE TRIFAZATE 7.1. RETELE ELECTRICE TRIFAZATE IN REGIM PERMANENT SINUSOIDAL

Capitolul 2 - HIDROCARBURI 2.3.ALCHINE

2.1 Sfera. (EGS) ecuaţie care poartă denumirea de ecuaţia generală asferei. (EGS) reprezintă osferă cu centrul în punctul. 2 + p 2

7 Distribuţia normală

Capitolul 2 - HIDROCARBURI 2.5.ARENE

Teorema Rezidurilor şi Bucuria Integralelor Reale

Subiecte Clasa a VIII-a

Curs 2 DIODE. CIRCUITE DR

Analiza bivariata a datelor

CURS XI XII SINTEZĂ. 1 Algebra vectorială a vectorilor liberi

Examen AG. Student:... Grupa:... ianuarie 2011

Vectori liberi Produs scalar Produs vectorial Produsul mixt. 1 Vectori liberi. 2 Produs scalar. 3 Produs vectorial. 4 Produsul mixt.

REACŢII DE ADIŢIE NUCLEOFILĂ (AN-REACŢII) (ALDEHIDE ŞI CETONE)

Examen AG. Student:... Grupa: ianuarie 2016

Seminar Algebra. det(a λi 3 ) = 0

Electronică anul II PROBLEME

Transcript:

Particule compozite- Hadronii Hadronii - particule subatomice, care sunt compuse din două sau mai multe particule elementare, ca stări legate de quarci şi antiquarci prin interacţiuni tari Hadronii care conţin quarcul strange (s) mai poartă numele de particule stranii

OBSERVAŢII: Datele experimentale arată că mezoni şi barioni sunt blocuri constituite din quarci: mezonii sunt formaţi din două blocuri iar barionii din trei blocuri de quarci. QCD - structurarea acestor blocuri în quarci, antiquarci şi gluoni este aceiaşi atât în mezoni cât şi în barioni. Toţi hadronii au culori neutre; cele trei stări de culoare și cele trei stări de anti-culoare (atribuite anticuarcilor) sunt comparabile cu cele două stări de încărcare electric și anti-electric (negative şi pozitive) ale atomilor. Prin analogie, hadroni sunt asemănători atomilor. Așa cum atomii conțin componente ale căror sarcini electrice dau un atom neutru, aşa şi hadronii compuşi din quarci coloraţi, la echilibru, dau o particulă cu o culoare neutră. Aceasta analogie dintre sarcina electrică şi culoare, conduce la ideea că, noţiunea de culoarea trebuie să fie sursa forţelor dintre quarci, la fel cum sarcina electrică este sursa forţelor electromagnetice dintre particulele încărcate (câmp de culoare).

Masa hadronilor Calculul maselor hadronilor plecând de la masele experimentale ale barionilor şi mezonilor, dau valori foarte apropiate (3%) Formula masei hadronilor (Saharov-Zeldovich) M i m i i j m i i m j j v hyp ij m i - masa efectivă a quarcului i i operatorulde spin (spinor Pauli) al quarcului "i" v hyp ij potentialul (de intensitãt i diferite de interactiu ne hiperfinã dar cu aceiasi dependentã de culoare dintre de arome) quarci

hyp v ij v( i j ) ( i j ) i - generatoru l Interacţiunea quarc-quarc: grupului SU(3) atractivă pentru stări simetrice în culoare şi spin: repulsivă pentru stări antisimetrice în culoare şi spin Interacţiunea hiperfină este întotdeauna repulsivă între quarcii cu aceeiaşi aromă!!! SPECTROSCOPIA HADRONICĂ - subdomeniu al fizicii particulelor care studiază masele şi modurile de dezintegrare ale hadronilor în teoria QCD

Lagrangianul de interacţiune QCD tensorul câmpului de culoare cvadripotenţialul a câmpului gluonic (α = 1,..8) generatorii grupului de culoare SU(3); matrici 3x3 constantele de structura a grupului de culoare SU(3) spinorii Dirac cvadridimensionali a câmpului de quarci (n=1,..6) sarcina de culoare

Constanta de cuplaj tare QCD Constanta de cuplaj este dată de cvadrivectorul de impuls transferat q 2. Pentru interacţiuni tari (gluonii transportă culoare şi pot cupla între ei); QCD conduce la expresia constantei de cuplaj în calculul perturbativ de ordinul întâi: n c =3 numărul de culori n f =6 numărul de arome a quarcilor Λ = parametru liber QCD (Λ~0.1-0.5 GeV) Distanţa spaţială dintre quarci, este: Pentru distanţe mici şi valori mari ale q 2, cuplajul dintre quarci descreşte foarte mult, dispărând asimptotic, astfel quarcii putând fi consideraţi liberi (libertate asimptotică). La distanţe mari, cuplajul dintre quarci creşte, devenind aparent divergentă (ia valori care tind spre infinit) forta de atracţie dintre quarci va creşte rapid, astfel că este imposibil de a detaşa quarcii individuali din hadroni (confinare) 2 q

Calculele de cromodinamică cuantică arată o concordanţă mare cu diferite rezultate experimetale confirmând faptul că la energii mari, constanta de cuplaj α s descreşte

V QCD 4 S ( q 3 r termen coulombian Potenţialul QCD de interacţiune 2 ) k r termen liniar α S - constanta de cuplaj tare k - constantă - tensiunea stringului (este de ordinul σ~1gev/fm), r - este distanţa de separare dintre doi quarci Distanţe mari al doilea termen este dominant (potenţial de confinare) şi potenţialul creşte liniar cu distanţa dintre quarci iar interacţiile gluon-gluon conduc la concentrarea liniilor câmpului de culoare în stringuri de culoare (un quarc şi un antiquarc se pot conecta printr-un astfel de string al cărui potenţial creşte liniar atunci când ei se depărtează - confinare). Gluonii interacţionează atât cu quarcii, cât şi între ei. Această proprietate arată că, cu cât quarcii se apropie între ei, sarcina de culoare devine tot mai slabă şi interacţiunea dintre ei scade Distanţe mici - termenul Coulombian domină şi interacţia dintre cei doi cuarci devine din ce în ce mai slabă, pe măsură ce ei se apropie unul de celălalt. La limită (r 0 sau energii foarte mari) quarcii interacţionează foarte slab între ei şi se comportă ca particule libere (libertate asimptotică).

David Gross, David Politzer şi Frank Wilczek au descoperit o proprietate a interacţiunii tari care explică de ce quarcurile ar putea să se comporte aproape la fel ca şi particulele libere la energii mari (1973). Descoperirea aceasta a stat la baza teoriei interacţiunii de culoare (un nume mai complet este Cromodinamica cuantică, QCD, adică Quantum ChromoDynamics) for the discovery of asymptotic freedom in the theory of the strong interaction"

Barionii -particule compozite cu spin semiîntreg (fermioni) - se supun principiului de excluziune Pauli - sunt formaţi din 3 quarci sau antiquarci de diferite culori -masa este mai mare sau egală cu a protonilor -se dezintegrează prin interacţiuni tari -timpul de viaţă este sub 10-23 s Fiecare barion trebuie să conţină un boson Z şi un boson W Se consideră că pot exista barioni "exotici", cunoscuţi sub numele de pentaquarci, deci sunt compuşi din patru quarci şi un antiquarc, dar existenţa lor nu este general acceptată. Fiecare barion are o antiparticulă corespunzătoare, numite anti-barion, în care quarcii se înlocuiesc cu antiquarci corespunzătoari. În SU(3) hiperonii sunt barioni care conţin quarci u, d şi s

Funcţia de undă antisimetrică la schimbarea a 2 quarci

Momentele unghiulare ale barionilor pentru L=0, 1, 2, 3 Spin (S) Momentul unghiular orbital (L) Momentul unghiular total (J) J=L+S L-S J L+S Paritea (P) Notaţia (J P ) 1/2 0 1 2 + 1 2 + 1 3 2, 1 2 3 2, 1 2 2 5 2, 3 2 + 5 2+, 3 2 + 3 7 2, 5 2 7 2, 5 2 3/2 0 3 2 + 3 2 + 1 5 2, 3 2, 1 2 5 2, 3 2, 1 2 2 7 2, 5 2, 3 2, 1 2 + 7 2+, 5 2+, 3 2+, 1 2 + 3 9 2, 7 2, 5 2, 3 2 9 2, 7 2, 5 2, 3 2

Particula Simbol Compo ziţie Masa MeV/c 2 Spin B S Timp viaţă (s) Mod dezintegrare Proton p uud 938.3 1/2 +1 0 Stable... Neutron n ddu 939.6 1/2 +1 0 920 pe - ν e Lambda Λ 0 uds 1115.6 1/2 +1-1 2.6x10-10 pπ -, nπ 0 Sigma Σ + uus 1189.4 1/2 +1-1 0.8x10-10 pπ 0, nπ + Sigma Σ 0 uds 1192.5 1/2 +1-1 6x10-20 Λ 0 γ Sigma Σ - dds 1197.3 1/2 +1-1 1.5x10-10 nπ - Delta Δ ++ uuu 1232 3/2 +1 0 0.6x10-23 pπ + Delta Δ + uud 1232 3/2 +1 0 0.6x10-23 pπ 0 Delta Δ 0 udd 1232 3/2 +1 0 0.6x10-23 nπ 0 Delta Δ - ddd 1232 3/2 +1 0 0.6x10-23 nπ - Xi Cascade Xi Cascade Ξ 0 uss 1315 1/2 +1-2 2.9x10-10 Λ 0 π 0 Ξ - dss 1321 1/2 +1-2 1.64x10-10 Λ 0 π - Omega Ω - sss 1672 3/2 +1-3 0.82x10-10 Ξ 0 π -, Λ 0 K - Lambda Λ + c udc 2281 1/2 +1 0 2x10-13...

SU(3) - quarcii u, d şi s În stările de bază, 3 quarci pot forma 3x3x3=27 combinaţii care pot fi grupate în 1+8+8+10 stări ireductibile pentru un set de valori (l,s). Vom avea, prin urmare, un singlet, 2 octeţi şi un decuplet de barioni = Singletul de barioni cu spinul 1/2 este dat de starea antisimetrică sub transformarea aromei, cu functia de unda: Singlet: uds dus usd sdu 6 dsu sud

2 Octeţi spin ½ - cu convenţiile A asimetric in 1 2 S simetric in 1 2 S

Decupleţi spin 3/2 simetric in 1 2

Formula masei barionilor (L=0) A - o constanta

Dând diferite valori pentru m u/d m s şi pentru A, se pot reproduce rezultatele experimentale Concordanţă foarte bună se obţine pentru valorile: QCD prezice A =A/2 unde A este valoarea corespondenţa pentru formula masei mezonilor

Momentele Magnetice ale barionilor Considerând quarcii legaţi în barioni ca particule de masa m q cu spinul ½ şi sarcina fracţionară q q, momentul magnetic de dipol va fi: Iar mărimea acestuia: întrucât

Pentru quarcii legaţi în barionul X cu L=0, momentul magnetic este suma momentelor magnetice a quarcilor individuali. este funcţia de undă a barionului cu spinul orientat în sus 1 = 1 2, 2 = 1 2, 1 2 Contribuţia unui quarc-up

Suma contribuţiei tuturor quarcilor predicţie

Mezonii mezonii sunt particule compozite formate din perechi quarc-antiquarc. au spin întreg deci sunt bosoni şi nu se supun principiului de excluziune Pauli deoarece mezonii sunt compuşi din quarci, aceştia se dezintegrează atât prin interacţiuni slabe cât şi tari. fiecare mezon are o antiparticulă corespunzătoare (antimezon) în care quarcii se înlocuiesc cu antiquarcii corespunzătoari În funcţie de modul de cuplaj a momentelor cinetice de spin şi orbitale [J=L+S] a quarcilor şi a parităţii funcţiei de undă [P=(-1) L+1 ], există mezoni vectoriali, mezoni pseudovectoriali şi mezoni scalari. Tip de mezon S L P J J P mezon pseudoscalar 0 0 0 0 mezon pseudovectorial 0 1 + 1 1 + mezon vectorial 1 0 1 1 mezon scalar 1 1 + 0 0 + mezon tensorial 1 1 + 2 2 +

Funcţia de undă Toţi mezonii au singleţi de culoare În stare fundamentală (L=0) avem numai mezoni pseudoscalari (S=0, J=0) şi mezoni vectoriali (S=1, J=1)

Momentele unghiulare ale mezonilor, pentru L=0, 1, 2, 3 Spin (S) Momentul unghiular orbital (L) Momentul unghiular total (J) J=L+S L-S J L+S Paritea (P) Notatia (J P ) 0 0 0 0 1 1 + 1 + 2 2 2 3 3 + 3 + 1 0 1 1 1 2, 1, 0 + 2 +, 1 +, 0 + 2 3, 2, 1 3, 2, 1 3 4, 3, 2 + 4 +, 3 +, 2 +

Particula Simbol Antipartic. Compoz iţie Rest masa S C B Timp viaţă Mod de MeV/c 2 dezintegrare Pion π + π - ud 139.6 0 0 0 2.60x10-8 μ + ν μ Pion π 0 Self 135.0 0 0 0 0.83x10-16 2γ Kaon K + K - us 493.7 +1 0 0 1.24x10-8 μ + ν μ, π + π 0 Kaon K 0 s K 0 s 1* 497.7 +1 0 0 0.89x10-10 π + π -,2π 0 Kaon K 0 L K 0 L 1* 497.7 +1 0 0 5.2x10-8 π + e - ν e Eta η 0 Self 2* 548.8 0 0 0 <10-18 2γ, 3μ Eta prim η 0' Self 2* 958 0 0 0... π + π - η Rho ρ + ρ - ud 770 0 0 0 0.4x10-23 π + π 0 Rho ρ 0 Self uu, dd 770 0 0 0 0.4x10-23 π + π -

Particula Simbol Antipartic Compoz iţie Rest masa S C B Timp viaţă Mod de MeV/c 2 dezintegrare Omega ω 0 Self uu, dd 782 0 0 0 0.8x10-22 π + π - π 0 Phi φ Self ss 1020 0 0 0 20x10-23 K + K -,K 0 K 0 D D + D - cd 1869.4 0 +1 0 10.6x10-13 K + _, e + _ D D 0 D 0 cu 1864.6 0 +1 0 4.2x10-13 [K,μ,e] + _ D D + s D - s cs 1969 +1 +1 0 4.7x10-13 K + _ J/Psi J/ψ Self cc 3096.9 0 0 0 0.8x10-20 e + e -, μ + μ -... B B - B + bu 5279 0 0-1 1.5x10-12 D 0 + _ B B 0 B 0 db 5279 0 0-1 1.5x10-12 D 0 + _ B s B s 0 B s 0 sb 5370 0 0-1... B - s + _ Upsilon ϒ Self bb 9460.4 0 0 0 1.3x10-20 e + e -, μ + μ -..

Stări de bază Quarcii implicaţi: u, s, d ; 3x3=9=8+1 = Octet: Singlet: uu dd ss 3 ds du su dd dd uu 2 uu 6 2ss us sd ud

Exemple: tripletul izotopic π(140) şi ρ (770) pseudoscalar vectorial pseudoscalar vectorial dubletul izotopic K(490) şi K*(890) singleţii pseudoscalari izotopici η, η singleţii izotopici vectoriali ω, φ

Formula masei mezonilor (L=0) A - o constanta

Cu diferite valori pentru m u/d, m s si A, se pot reproduce rezultatele experimentale Concordanţă foarte bună se obţine pentru valorile: