Систематика элементарных частиц

Внастоящее время элементарные частицы делятся на большие классы и подклассы в зависимости от типов фундаментальных взаимодействи й, в которых эти частицы участвуют.

Элементарные частицы объединены в три группы: фотоны, лептоны и адроны. Естественно, что отнесенные к каждой из этих групп элементарные частицы обладают общими свойствами и характеристиками, которые отличают их от частиц другой группы.

1. Фотоны (γ) — (кванты электромагнитного поля) участвуют в электромагнитных взаимодействиях, но не обладают сильным и слабым взаимодействиями.

2.. Лептоны. Это частицы, не участвующие в сильных взаимодействиях и имеющие спин 1/2. К ним относятся электроны (е), мюоны (μ), таоны (τ) и соответствующие им нейтрино (ν _е,, ν _μ,, ν _τ). Лептоны принимают участие в слабых взаимодействиях. За исключением нейтрино, лептоны участвуют и в электромагнитных взаимодействиях.

Все лептоны можно отнести к истинно элементарным частицам, поскольку у них, в отличие от адронов, не обнаружена внутренняя структура.

3. Адроны. Так называют элементарные частицы, участвующие в сильных взаимодействиях. Как правило, они участвуют и в электромагнитном, и в слабом взаимодействиях. Эти частицы образуют многочисленную группу частиц (свыше 400).

Адроны подразделяют на мезоны и барионы.

3.1. Мезоны — это адроны с нулевым или целочисленным спином (т. е. бозоны). К ним относятся π-, К- и η-мезоны, а также множество мезонных резонансов, т. е. мезонов с временем жизни ~ 10^-23 с.

3.2. Барионы — это адроны с полуцелым спином (т. е. фермионы) и массами, не меньшими массы протона. К ним относятся нуклоны (протоны и нейтроны), гипероны и множество барионных резонансов. За исключением протона, все барионы нестабильны. Нестабильные барионы с массами, большими массы протона, и большим временем жизни (сравнительно с ядерным ~ 10^-23 с) называют гиперонами. Это гипероны Λ, Σ, Ξ и Ω. Все гипероны имеют спин 1/2, за исключением Ω, спин которого 3/2. За время τ ~ 10^-10 ÷ 10^-19 с они распадаются на нуклоны и легкие частицы (π-мезоны, электроны, нейтрино, γ-кванты).

Сведем для наглядности основную систематику элементарных частиц в табл. 17.2.

Таблица 17.2

Фотоны	Лептоны	Адроны
Мезоны	Барионы
Нуклоны	Гипероны
γ	е, μ, τ, ν е, ν μ, ν τ	π, К, η и резонансы	p, n	Λ, Σ, Ξ, Ω и резонансы

Более подробно классификация элементарных частиц приведена в Приложении 1. Пояснения к некоторым характеристикам частиц в этой таблице будут даны в дальнейшем.

Дата добавления: 2013-12-12