Cтраница 2
Гелл-Манном с помощью квантового числа - странности S, которая сохраняется в процессах сильного и электромагнитного взаимодействий. Если приписать каонам 51, а Л - и Е - гиперонам 5 - 1 и считать, что у нуклонов и я-мезонов SQ, то сохранение суммарной странности частиц в сильном взаимодействии объясняет как совместное рождение Л - гиперона с АГ - мезоном, так и невозможность распада частиц с не равной нулю странностью за счет сильного взаимодействия на частицы, странность которых равна нулю. Реакция (274.2) идет с нарушением странности, поэтому она не Может происходить в результате сильного взаимодействия. [16]
Это привело Гелл-Манна и Нишиджиму к идее введения еще одной квантовой величины - странности ( ибо представлялось весьма странным отсутствие таких превращений), которая сохраняется при сильных взаимодействиях, но может не сохраняться при взаимодействиях электромагнитных и слабых. Нуклоны и пионы имеют странность, равную нулю. Превращения (73.7) обусловлены сильным взаимодействием - странность сохраняется: суммарная странность справа и слева - нуль. В (73.8) суммарная странность слева нуль, справа - 2: закон сохранения странности запрещает это превращение. [17]
Это привело Гелл-Манна и Нишиджиму к идее введения еще одной квантовой величины - странности ( ибо представлялось весьма странным отсутствие таких превращений), которая сохраняется при сильных взаимодействиях, но может не сохраняться при взаимодействиях электромагнитных и слабых. Нуклоны и пионы имеют странность, равную нулю. Превращения (73.7) обусловлены сильным взаимодействием - странность сохраняется: суммарная странность справа и слева - нуль. В (73.8) суммарная странность слева нуль, справа - 2: закон сохранения странности запрещает это превращение. [18]
Это привело Гелл-Манна и Нишиджиму к идее введения еще одной квантовой величины - странности ( ибо представлялось весьма странным отсутствие таких превращений), которая сохраняется при сильных взаимодействиях, но может не сохраняться при взаимодействиях электромагнитных и слабых. Нуклоны и пионы имеют странность, равную нулю. Превращения (73.7) обусловлены сильным взаимодействием - странность сохраняется: суммарная странность справа и слева - нуль. В (73.8) суммарная странность слева нуль, справа - 2: закон сохранения странности запрещает это превращение. [19]
Это привело Гелл-Манна и Нишиджиму к идее введения еще одной квантовой величины - странности ( ибо представлялось весьма странным отсутствие таких превращений), которая сохраняется при сильных взаимодействиях, но может не сохраняться при взаимодействиях электромагнитных и слабых. Нуклоны и пионы имеют странность, равную нулю. Превращения (73.7) обусловлены сильным взаимодействием - странность сохраняется: суммарная странность справа и слева - нуль. В (73.8) суммарная странность слева нуль, справа - 2: закон сохранения странности запрещает это превращение. [20]
Например, распад Л - гиперона по у равнению (19.8) происходит за время порядка 10 - 8 с, характерное для слабых взаимодействий. Однако реакция (19.8), как легко видеть, идет с нарушением закона сохранения странности. Действи тельно странность исходной частицы Л - гиперона равна - 1, а суммарная странность продуктов реакции обычных частиц равна нулю. Объяснение медленного распада странных частиц заключается в том, что для слабых взаимодействий закон сохранения странности не выполняется. В табл. 19.2 приведены характеристики элементарных частиц, включающие данные об их изотопическом спине Т, его проекции Т, странности S и схемы распадов частиц. [21]
Например, распад Л - гиперона, по уравнению (19.8), происходит за время порядка 10 - 8 сек, характерное для слабых взаимодействий. Однако реакция (19.8), как легко видеть, идет с нарушением закона сохранения странности. Действительно, странность исходной частицы Л - гиперона равна - 1, а суммарная странность продуктов реакции обычных частиц равна нулю. Объяснение медленного распада странных частиц заключается в том, что для слабых взаимодействий закон сохранения странности не выполняется. В табл. 19.2 приведены характеристики элементарных частиц, включающие данные об их изотопическом спине Т, его проекции Т, странности S и схемах распадов частиц. [22]
Например, распад Л - гиперона по уравнению (19.8) происходит за время порядка 10 - 8 с, характерное для слабых взаимодействий. Однако реакция (19.8), как легко видеть, идете нарушением закона сохранения странности. Действи тельно, странность исходной частицы Л - гиперона равна - 1, а суммарная странность продуктов реакции обычных частиц равна нулю. Объяснение медленного распада странных частиц заключается в том, что для слабых взаимодействий закон сохранения странности не выполняется. В табл. 19.2 приведены характеристики элементарных частиц, включающие данные об их изотопическом спине Т, его проекции Т, странности 5 и схемы распадов частиц. [23]
Обобщение принципа изотопической инвариантности на все процессы, связанные с образованием, рассеянием и поглощением странных частиц, и причисление этих процессов к группе сильных взаимодействий означает, что все они протекают с сохранением изотопического спина и его проекции, а также барионного и электрического зарядов. Так как все перечисленные величины, кроме изотопического спина, сохраняются и в электромагнитных взаимодействиях, то из уравнения (80.23) следует закон сохранения странности для этик двух взаимодействий. Странность изолированной системы сохраняется в сильных и электромагнитных взаимодействиях. Таким образом, все быстрые процессы с участием странных частиц, будь то процессы их образования или взаимодействия, должны идти при постоянной суммарной странности системы. [24]
Обобщение принципа изотопической инвариантности на все процессы, связанные с образованием, рассеянием и поглощением странных частиц, и причисление этих процессов к группе сильных взаимодействий означают, что все они протекают с сохранением изотопического спина и его проекции, а также ба-рионного и электрического зарядов. Так как все перечисленные величины, кроме изотопического спина, сохраняются и в электромагнитных взаимодействиях, то из уравнения (14.34) следует закон сохранения странности для этих двух взаимодействий. Странность изолированной системы сохраняется в сильных и электромагнитных взаимодействиях. Таким образом, все быстрые процессы с участием странных частиц, будь то процессы их образования или взаимодействия, должны идти при постоянной суммарной странности системы. [25]
Это может привести к изменению на 4 некоторых странностей. Число шагов при этом - это число шагов между соседними формами fq и f2q, и на каждом таком шаге мы проходим вдоль ровно одного купе, поскольку по крайней мере одна из форм fq, f2q имеет тип I. Если же они обе имеют тип I, то находятся в одном и том же купе. Тогда правило состоит в том, что изменение суммарной странности сравнимо с 4 ( mod 8) в точности в том случае, когда число шагов, которое нужно сделать вдоль этого купе, является нечетным. [26]
Вторым удивительным свойством этих частиц оказалось их большое по ядерным масштабам время жизни: 10 8 с для каонов и 10 10 с для гиперонов. И эта подсказка природы была замечена. Гелл-Ман и японский К. Ни-шиджима предположили, что парное рождение каонов и гиперонов и их долгоживучесть связаны с сохранением некоторой новой характеристики элементарных частиц, которую они назвали странностью S. Это далеко не последний пример экзотических названий. Был установлен новый закон сохранения - - суммарная странность мезонов и барионов, участвующих в сильных и электромагнитных взаимодействиях, сохраняется. [27]
Другое нарушение, характерное только для слабых взаимодействий, - нарушение так называемой странности. Это было связано с наблюдениями рождения элементарных частиц. Оказалось, что некоторые сорта частиц никогда не рождаются поодиночке, а всегда парами. Это аналогично тому, что благодаря закону сохранения электрического заряда в акте соударения не может никогда родиться одна заряженная частица: всегда положительно заряженная частица рождается совместно с отрицательно заряженной, так что суммарный электрический заряд остается неизменным. По аналогии с этим и было введено новое квантовое число - странность. Те частицы, которые рождаются парами, обладают отличной от нуля странностью; частица со странностью 1 рождается совместно с частицей со странностью - 1, так что суммарная странность частиц остается неизменной. Это сохранение странности имеет место при всех взаимодействиях, кроме слабых, в которых нарушаются и четность и странность. [28]