Перейти в начало сайта Перейти в начало сайта
Электронная библиотека «Наука и техника»
n-t.ru: Наука и техника
Начало сайта / Cтатьи / Наука сегодня
Начало сайта / Cтатьи / Наука сегодня

Научные статьи

Физика звёзд

Физика микромира

Журналы

Природа

Наука и жизнь

Природа и люди

Техника – молодёжи

Нобелевские лауреаты

Премия по физике

Премия по химии

Премия по литературе

Премия по медицине

Премия по экономике

Премия мира

Книги

Безумные идеи

Доктор занимательных наук

Квантовый мир

Пионеры атомного века

Смотри в корень!

Ученые – популяризаторы науки

Издания НиТ

Батарейки и аккумуляторы

Охранные системы

Источники энергии

Свет и тепло

Научно-популярные статьи

Наука сегодня

Научные гипотезы

Теория относительности

История науки

Научные развлечения

Техника сегодня

История техники

Измерения в технике

Источники энергии

Наука и религия

Мир, в котором мы живём

Лит. творчество ученых

Человек и общество

Образование

Разное

Оболочечное строение элементарных частиц

Кайрат ТОКТАРОВ

О структуре адронов

Сообщение I

В настоящем сообщении предпринята попытка рассмотрения структуры адрона на основе оболочечных представлений.

Считая адрон сферой радиуса R с плотностью массы ρ, предполагая, что Rn = nd, где d – константа, а n = 1; 2; 3; 4; 5; 6, получим для массы адрона:

Mn = a (nd)3, где a = 4,19ρ(1)

Тогда для изменения масс:

mn = MnMn–1 = mb [n3 – (n – 1)3],(2)

где mb = ad 3, это и есть масса оболочек, для которых mn+1 = mn + 6m1n, или

mn+1mn = nmd,(3)

где md = 6m.

По-видимому, это уже прямое проявление квантовых свойств. Отношения M1/M1; M2/M1...M6/M1 и m1/m1; m2/m1...m6/m1 равны соответственно 1; 8; 27; 64; 125; 216 и 1; 7; 19; 37; 61; 91 (M2, M3, M4 – массы π-мезона, K-мезона, нуклона и т.д.)

В первых появляются симптомы унитарной симметрии [1], вторые указывают на количество и природу частиц, образующихся во взаимодействии, в зависимости от того, какие оболочки в них участвуют: если сталкиваются К-мезон и нуклон своими внешними оболочками, то могут образоваться один К-мезон и три π-мезона или 6 π-мезонов, без учета энергии взаимодействия.

Значения констант (использованы характеристики π, К-мезонов и нуклона) следующие:

d = 0,255...0,257 Ферми, mb = 16,17 МэВ, диапазон изменений 13,91 МэВ < mb < 18,73 МэВ, были получены для радиуса нуклона 1 Ферми. Значение d, возможно, указывает на наличие частиц с R = d/2 и массой m ≈ 4...1,9 МэВ.

Данные представления достаточны для определения масс адронов. Имеется некоторая очень слабая аналогия оболочек с кварками (ненаблюдаемость, последовательное возрастание масс, число оболочек, их применимость в качестве составных частей адронов).

К радиусам адронов

Сообщение II

В первом приближении адроны, по-видимому, можно представить в виде шаров с радиусом > 0,4 Ферми (Ф). Тогда с достаточной точностью можно определить изменение размеров адронов.

По проведенным оценкам:

для Rp = 1 Ф: Rπ = 0,53 Ф, Rk = 0,81 Ф.

для Rp = 0,8 Ф: Rπ = 0,42 Ф, Rk = 0,65 Ф.

а разности радиусов:

для Rp = 1 Ф: dnk = 0,2 Ф, dkπ = 0,27 Ф, ΔRnπ/2 = 0,235 Ф;

для Rp = 0,8 Ф: dnk = 0,154 Ф, dkp = 0,228 Ф, ΔRnπ/2 = 0,191 Ф.

Таким образом, эксперимент указывает, что, в пределах ошибок, d является константой, примерно равной 0,2...0,25 Ф (это основной результат и предыдущего [1], и данного сообщений).

Следует учесть, что в представленных сообщениях проведены качественные оценки, выявляющие некоторые структурные особенности рассматриваемых адронов.

Предыдущее [I] и данное сообщения могут быть рассмотрены и как тезисы к сообщению на семинаре ИФВЭ НАН РК.

К спектру масс адронов

Сообщение III

Из предыдущих сообщений [I, II] следует, что, по-видимому, адроны можно рассматривать как пространственные объекты с определенными зонами, одной из характеристик которых является число n = 1, 2, 3... Если определять массы мезонов в порядке возрастания n:

Mn = a(nd)3.

где a = 4,19ρ, ρ – плотность массы адрона, d ≈ 0,2...0,25 Ферми, то оказывается, что в публикуемых таблицах по мезонам отсутствует группа с массой 7500 МэВ ± 500 МэВ (n = 8), на что хотелось бы обратить внимание. Если оценки предыдущих [I, II] и данного сообщений верны, то такие мезоны должны наблюдаться.

Некоторые характеристики структуры адронов

Сообщение IV

Для рассмотрения структуры адронов принимается, в качестве предположений, постоянство плотности массы адронов ga и их сферичность. Оценки показывают, что при этих предположениях радиусы адронов Ra принимают ряд дискретных значений, а их приращение ΔRa несмотря на некоторые отклонения, вызванные может быть приближенностью вышеуказанных предположений, является практически постоянной величиной (ΔRa ≈ 0,25 Ферми). Следовательно, адроны, в первом приближении, можно рассматривать как пространственные адроны с дискретным приращением их масс Ma [Ma = c1 n3 (lg Ma = c2 + 3lgn); c1, c2, – константы, n = 1, 2, 3...]. Число n достаточно точно показывает место данного вида адронов в их массовом спектре (с изменением n на 1 появляется новый вид адронов).

Данные представления приводят к появлению первичной частицы (n = 1) с радиусом ≈0,25 Ферми, свойства которой подлежат исследованию, поскольку с нее начинается адронная группа и поскольку не определены ее квантовые характеристики. Следует также отметить, что появляется подгруппа адронов с минимальной массой ≈7500 МэВ (n = 8), установление реального существования которой, позволит в определенной степени выяснить возможности такого рассмотрения структурных особенностей адронов.

Адроны проявляют некоторое оболочечное строение с характеристическим квантовым числом n.

Это замечание (см. сообщения I, II, III) излагалось на семинарах ИЯФ и ИФВЭ НАН РК (октябрь 1993).

Графический спектр адронов представлен на рис. 1.

Рис. 1. Логарифмический массовый спектр адроновя (+ – эксперимент; · – расчет)

О радиусах адронов

Сообщение V

Эксперименты Хофштадтера [1, 2] и экспериментальные данные для радиусов ядер [3] позволяют считать нуклоны пространственными объектами достаточной протяженности. Для уточнения исходных представлений [4, 5, 6] необходима оценка радиусов других адронов, которая вероятно может быть проведена при предположении [4, 5] равномерного приращения этих радиусов Rn = nd (n = 1, 2, 3..., d – константа). Численные значения таких оценок с использованием табличных значений масс (радиусы даны в ферми, массы в МэВ) представлены в табл. 1.

Таблица 1

n(М)1 (≈15)2 (135)3 (494)4 (938)5 (1865)6 (2980)7 (5278)8 (7500)9 (9460)
R"≈0,20,420,650,811,181,42≈1,61,73

* Для сравнения включены и рассчитанные частицы с массами М ≈ 15 и ≈7500.

Колебания приращения радиуса адронов в dnn–1 = Rn – Rn–1 (табл. 2) может быть, являются следствием некоторой некорректности принятых предположений.

Таблица 2

d2,1d3,2d4,3d5,4d6,5d7,6d8,7d9,8d9,7
≈0,220,230,150,20,180,24≈0,18≈0,130,31

Таким образом, эксперимент указывает на приближенное постоянство приращения радиуса (d ≈ 0,2).

Некоторые характеристики адронов

Сообщение VI

В работе (сообщение III) рассматривались массы адронов. Если верна предполагаемая связь между этими массами, то должна быть группа частиц с начальной массой ≈7500 МэВ. Это замечание иллюстрируется таблицей (ΔMK = MK – Mπ и т.д., массы даны в МэВ).

Таблица 3

 ЭкспериментРасчетМасса кварка [3] 
ΔM(1,0) ≈15<15md
ΔM(2,1) 103100ms
ΔM(3,2) K359279300 
ΔM(4,3)p,K444542 mx1
ΔM(5,4)D,p927894  
ΔM(6,5)η,D111413341,3 ГэВmc
ΔM(7,6)B230018621,7 ГэВ 
ΔM(8,7) 2478 mx2
ΔM(9,8) 3181  
ΔM(9,7)γ,B41815659<5,3 ГэВmb
ΔM(10,9) 3973 mx3
ΔM(11,10) 4853  

Приращение масс считалось по равенству [3]: ΔM(n, n–1) = с1 [n3 – (n – 1)3]. Таким образом, как следует из таблицы, может быть, по-видимому, оценен массовый спектр кварков.

 

Литература:

  1. Газиорович С. Физика элементарных частиц. – М., 1969.
  2. Токтаров К.А. О структуре адронов. МГП «Принт» ИФВЭ НАН РК, Алматы, 1993.
  3. Токтаров К.А. К радиусам адронов. Алматы, 1993 г. МГП «ПРИНТ», ИВФЭ НАН РК.
  4. Токтаров К.А. К спектру масс мезонов. Алматы, МГП «ПРИНТ», ИВФЭ НАН РК.
  5. Токтаров К.А. Некоторые характеристики структуры адронов. Тезисы докладов международной конференции по ядерной и радиационной физике, Алматы, 33 (1997).
  6. Hofstadter R., Rev. Mod. Phys. 28, р. 214, (1956).
  7. Hofstadter R., Ann. Rev. Nucl. Sci. 7, p. 231, (1957).
  8. Элтон Л. Размеры ядер, М., 1962.

Об авторе:

Кайрат Абылкасымович Токтаров. Физико-технический институт МН-АН РК, г. Алматы, Казахстан.
e-mail: noskov@inp.kz

Дата публикации:

7 февраля 2002 года

Электронная версия:

© НиТ. Cтатьи, 1997

В начало сайта | Книги | Статьи | Журналы | Нобелевские лауреаты | Издания НиТ | Подписка
Карта сайта | Cовместные проекты | Журнал «Сумбур» | Игумен Валериан | Техническая библиотека
© МОО «Наука и техника», 1997...2017
Об организацииАудиторияСвязаться с намиРазместить рекламуПравовая информация
Яндекс цитирования
Яндекс.Метрика