Название: Асимптотическая свобода и конфайнмент
Вид работы: статья
Рубрика: Наука и техника
Размер файла: 14.48 Kb
Скачать файл: referat.me-255296.docx
Краткое описание работы: Имеется шесть "сортов" (физики называют их "ароматами") кварков, и у каждого есть свой антикварк. Кварковая модель предполагает, что один тип адронов (барионы) состоит из трех кварков, другой (мезоны) - из кварка и антикварка.
Асимптотическая свобода и конфайнмент
С. Транковский..
Нобелевская премия по физике 2004 года присуждена американским исследователям Дэвиду Гроссу, Дэвиду Политцеру и Фрэнку Вильчеку за "открытие явления асимптотической свободы в теории сильных взаимодействий".
Частицы, участвующие в сильном взаимодействии, - адроны, к которым, в частности, относятся протоны и нейтроны, состоят из кварков (см. "Наука и жизнь" № 8, 1994 г.). Имеется шесть "сортов" (физики называют их "ароматами") кварков, и у каждого есть свой антикварк. Кварковая модель предполагает, что один тип адронов (барионы) состоит из трех кварков, другой (мезоны) - из кварка и антикварка. Но здесь возникает сложность: из законов квантовой механики следует, что стабильной частица будет, только обладая наименьшей энергией, когда все кварки находятся в одном и том же состоянии. Это, однако, запрещено так называемым принципом Паули: кварки имеют полуцелый спин (1/2) и относятся к классу фермионов.
Выход предложили российские физики Н. Н. Боголюбов, Б. В. Струминский, А. Н. Тахвелидзе и японец Й. Намбу. Они ввели еще одно квантовое число - "цвет", который способен принимать три разных значения - красный, синий и зеленый (в отечественной литературе по предложению академика Л. Б. Окуня принят желто-сине-красный набор). Антикварки обладают дополнительными цветами (фиолетовым, оранжевым и зеленым). Кварки могут быть любого цвета, но в частице сочетаются в таких цветовых состояниях, что в сумме дают "белый цвет", поэтому адроны "бесцветны". Цветовые заряды взаимодействуют аналогично зарядам электрическим: одинаковые отталкиваются, противоположные притягиваются, обмениваясь квантами цветового поля - глюонами. Характер их взаимодействий, весьма сложный, определяется законами квантовой хромодинамики. Наиболее важный вывод из них состоит в том, что и сами глюоны, переносчики сильного взаимодействия между кварками, в отличие от фотонов, квантов электромагнитного взаимодействия, электрических зарядов не имеющих, тоже обладают цветовым зарядом (академик Л. Б. Окунь образно назвал их "светящимся светом"). Это приводит к так называемому явлению антиэкранировки заряда: эффективные заряды кварков и глюонов велики на большом расстоянии, а при его уменьшении становятся малыми. Расчеты, проделанные на основе теории, показывают, что константа кваркового взаимодействия прямо пропорциональна расстоянию между кварками. Иными словами, чем ближе кварки друг к другу, тем взаимодействие между ними становится слабее, асимптотически уменьшаясь до нуля. В масштабах адрона кварки ведут себя как свободные частицы, а при попытке разорвать адрон сила их взаимного притяжения резко возрастает. И все попытки получить кварк-глюонную плазму, "разбив" протоны в ускорителе на встречных пучках, наталкиваются на большие технические трудности. Этот парадоксальный закон квантовой хромодинамики и получил название асимптотичес кой свободы, а удержание цветных кварков внутри "бесцветных" адронов именуется конфайнментом (от англ. confinement - ограничение).
Теория асимптотической свободы была создана в 1973 году; она внесла крупный вклад в Стандартную модель, описывающую фундаментальные взаимодействия - электромагнитное, сильное и слабое - между элементарными частицами. Благодаря созданию этой теории надежно установлены и проработаны все качественные параметры сильного взаимодействия на малых расстояниях (порядка размера адрона) и сделан важный шаг в познании глубинных свойств материи.
«Зависимость константы взаимодействия a от величины передаваемой глюонами энергии.»
С увеличением энергии (ее значения приведены в логарифмическом масштабе), то есть при сближении кварков, константа взаимодействия асимптотически уменьшается, стремясь к нулю. Это и означает, что на малых расстояниях порядка размеров адрона кварки ведут себя практически как свободные частицы.
Похожие работы
-
Большой адронный коллайдер
Большой адронный коллайдер (LHC, от английского Large Hadron Collider) – одна из наиболее впечатляющих по своим масштабам экспериментальных установок современной физики.
-
Геометрическая теория строения материи
Строение элементарных частиц. Строение ядра.
-
Большой адронный коллайдер
Что же такое БАК? Основной элемент всей установки – это ускоритель частиц. Заряженные частицы набирают энергию, двигаясь в электрическом поле, а для управления направлением их движением используются магнитные поля.
-
О возможностях физической нереализуемости космологической и гравитационной сингулярностей в общей теории относительности
Обоснована возможность нереализуемости космологической сингулярности Большого Взрыва Вселенной непосредственно в ортодоксальной ОТО. Показано отсутствие ограничения массы астрономического тела, самосжимающегося в СО Вейля.
-
Пентакварк, опять пентакварк?
Предложенная в 1960-х годах кварковая модель оказалась весьма удачной для описания известных барионов как связанных состояний трех кварков. Однако, Квантовая хромодинамика не запрещает существование барионов, содержащих и более трех "кирпичиков".
-
Происхождение вселенной. Большой взрыв
Реликтовое излучение. Сценарий далекого прошлого. Большой Взрыв. Эволюция вещества. Адронная эра. Лептонная эра. Фотонная эра или эра излучения. Звездная эра. Критика современной теории "Большого Взрыва".
-
Оболочечное строение элементарных частиц
В настоящем сообщении предпринята попытка рассмотрения структуры адрона на основе оболочечных представлений.
-
Внутренняя структура протона и новый способ получения энергии
Внутренняя структура протона. Энергия вакуума и энергия протона.
-
Резонансные частицы
В работе показано, что ядерное поле обладает свойством упругости.
-
Эти совсем не элементарные частицы
Квантовая хромодинамика (КХД), являющаяся собой попытку развить внутреннюю структуру элементарных частиц посредством математического формализма унитарной симметрии SU(3) теории групп, возникла на выводах теории относительности.