Kvarklar va ularning xususiyatlari. Reja: I. Kirish

QT3		Y	, YBS	о‘rinli.	Antikvarklar uchun
J va T dan
	2

boshqa barcha xarakteristikalari qarama-qarshi ishoraga ega. Kvarklar barcha adronlar tuzilishini tushuntirish va shu bilan birga ularni oddiy, yanada umumiy simmetriyaga asoslangan prinsiplar asosida tushuntirish maqsadida kiritilgan. Bunga kо‘ra barcha mezonlar kvark va antikvarklardan, barionlar esa uchta kvarkdan tuzilgan
М  qq , B  qqq
Agar mezonlarni kvarklar nuqtayi nazaridan ifodalasak, quyidagi oktupletni keltirishimiz mumkin.

^

d ,  ^0 

1

(

u 

dd ),  ^  du

u

u

2

к^0 

d , k ^ 

u,

0 

k

ds, k ^ 

s

s

s

u

0 

1

(

u 

dd  2

s)

u

s

6

Bundan tashqari unitar singlet ham mavjud

	1				(		u 
								dd 			s),
						u				s
	3

qiziqlik» kvant soniga ega deyiladi.

uning massasi 958 MeV, T3Y.  va  -mezonlar uchun SO, lekin ular tarkibida s-kvark mavjud. Shu sababli, bu zarralar «yashirin qiziqlik» kvant soniga ega deyiladi. Biz qarab chiqqan mezonlar-psevdoskalyar mezonlar deyiladi, chunki ular J ^P  0^ kvant sonlariga ega. Bu mezonlarni tashkil qilgan kvark va antikvark spinlari antiparallel yо‘nalgan bо‘ladi (¹S0-holat). Agar kvark-antikvark juftliklar ³S1 holatda bо‘lsa (kvark-antikvark spinlari parallel bо‘lgan holat) 9 ta vektor mezonlar hosil bо‘ladi.

Biz qarab о‘tgan psevdoskalyar -0^- va vektor- 1^--mezonlar orbital momenti L0 ga teng. Bundan tashqari kvark-antikvark juftliklarning uyg‘ongan, ya’ni L1-orbital momentga teng holatlari ham mavjud. Bu mezon rezonanslar: skalyar - J ^P  0^ , aksial-
vektor J ^P  1^ va tenzor J ^P  2^ -mezonlar deyiladi. Ularning kvark strukturasi yuqorigiday bо‘lib, faqat massalari va kvant sonlari bilan farq qiladilar. Bu turdagi mezon rezonanslar elementar zarralar javdvallari (Particle Data Group) da keltirilgan. Aytib о‘tganimizday barionlar uchta kvarkdan tuzilgan. Tarkibida 3 ta u, d va s kvarklar bо‘lgan barion oktuplet quyidagi kо‘rinishda ifodalanadi.

n  udd ,		p  uud
	^0  uds
 ^  dds,	^0  uds,  ^  uus
^  dss,		^0  uss
Bu holda barionlar spini	J 	1	bо‘lishi uchun kvarklardan
		2

birining spini qolgan ikkitasi spiniga antiparallel yо‘nalgan bо‘lishi

kerak. Agar uchala kvarkning ham spinlari bir tomonga yо‘nalgan bо‘lsa, J  ³₂ spinli barionlar dekupleti hosil bо‘ladi.

^  ddd , ^0	 udd ,	^  uud , ^  uuu;
^  dds,	^ ^0  uds,		^  uus, ;
^  dss,		0	 uss

^  sss

Barionlar oktupleti va dekupleti minimal massaga va L0-orbital momentga ega bо‘lib asosiy holat barionlarini hosil qiladi. Mezonlar kabi barionlar ham о‘z rezonans holatlariga, ya’ni orbital uyg‘ongan L  0 holatlariga ega. Barion rezonanslari oktuplet va dekupletiga kirgan zarralar J-spini qiymati 92 gacha bо‘lgan qiymatlar qabul qiladi (barion rezonanslari Particle Data Group jadvallarida keltirilgan). Shu о‘rinda yana bir ichki fazoga tegishli

tushuncha bilan tanishib о‘tamiz. Agar ⁰ - va  0 barionlarni qarasak, ular bir xil kvarklardan tuzilgan. ⁰ -barion izospini I0,  0 - barionniki esa I1, ga teng va ular izospinlari hisobiga
farqlanadilar. Endi ^  -giperonni qarasak, u sss-kvarklardan iborat bо‘lib, ular spinlari bir tomonga qaragan va bu kvarklar bir xil

1

holatlarda joylashgan. Lekin kvarklar J  ₂ spinga ega bо‘lganligi

sababli Fermi-Dirak statistikasiga bо‘ysunishi hamda Pauli prinsipi bajarilishi kerak. Bu holda esa Pauli prinsipi buzilib kvarklar Boze-Eynshteyn statistikasiga bо‘ysunishi kelib chiqadi. Bu qarama-qarshilikni bartaraf qilish uchun kvarklar uchta holatda bо‘lishi zarurligi kelib chiqdi. Bu kvant songa «rang» deyilib, u uchta qiymatga ega bо‘lishi, ya’ni qizil(red), yashil (green) va kо‘k (blue) holatlarda bо‘lishi bashorat qilindi. Bu yerda « rang» sо‘zi va qizil, yashil va kо‘k ranglar kо‘chma ma’noda ishlatiladi hamda tabiatdagi ranglar bilan aloqasi yо‘q. «Rang» va qizil, yashil va kо‘k ranglar- kvant sonlari bо‘lib, ichki - «rangli» fazoga tegishlidir. Tabiatda bu uch rang qо‘shilib oq rang hosil bо‘lishi sababli, uchta kvark uch xil rangda yoki kvark-antikvark juftligi rang-anti rang holatda bо‘lishi ham rangsiz adronlarni hosil qiladi. «Rang» - kvant soni kiritilishi sababli 2 ta qoida yuzaga keldi.

1.Barionlar turli rangdagi uchta kvarkdan tashkil topgan.

2.Mezonlar 3 xil rang teng miqdorda qatnashgan kvark- antikvarklardan iborat.
Shu sababli ham tabiatda «rang»li adronlar kuzatilmaydi.
Kvarklarning uch xil rangda bо‘lishi yangi simmetriyaga-rangli simmetriyaga olib keldi. Ya’ni kuchli о‘zaro ta’sir ichki rangli fazodagi SUc(3)- almashtirishlar gruppasiga nisbatan invariantdir. Rangli simmetriya aniq simmetriyadir. Ya’ni turli rangdagi, lekin bir turdagi kvark bir xil massaga egadir.

Kvarklarning uch xil rangda bо‘lishi yangi simmetriyaga-rangli simmetriyaga olib keldi. Ya’ni kuchli о‘zaro ta’sir ichki rangli fazodagi SUc(3)- almashtirishlar gruppasiga nisbatan invariantdir. Rangli simmetriya aniq simmetriyadir. Ya’ni turli rangdagi, lekin bir turdagi kvark bir xil massaga egadir. SUc(3)-gruppada S-color-rang, 3 esa 3 xil rangni bildiradi. Rangli simmetriya nuqtayi nazaridan yuqorida qarab chiqqan ikkita qoidamiz quyidagi yagonaga kо‘rinishga keladi: barcha adronlar rangli singletlar kо‘rinishida mavjud bо‘lishi kerak. Ya’ni rang-kvant soni adronlar darajasida kuzatilmaydi.

Rang tushunchasi kiritilgandan keyin turli turdagi kvarklar aromat- xushbо‘ylik belgilari bilan nomlandi. (flavor-aromat,
xushbо‘ylik). u- kvark ^Т3  ¹₂ kvant soni, d-kvark ^Т3  ₂¹ kvant

soni, s-kvark esa S-1 kvant sonlari bilan bog‘liq. u,d, va s-kvarklar-xushbо‘ylik belgilaridir. Bu kvarklar о‘z navbatida uch xil rangli holatda mavjud bо‘lishadi. Shu о‘rinda SU(n)-simmetriya gruppalari tо‘g‘risida ham tо‘xtalib о‘tsak о‘rinli bо‘ladi. Yuqorida SUc(3)-simmetriyaga tо‘xtalib о‘tuvdik. Shunga о‘xshash SU(n)-xushbо‘ylik simmetriya gruppalari ham mavjud. Masalan, SU(2)-simmetriya gruppasi u va d-kvarklardan tuzilgan adronlarni о‘zida mujassamlashtiradi. Bu yerda 2 ikkita u- va d- kvarklarni yoki (1/2)^‒ izospini bildiradi. Chunki u va d-kvarklar izospini (1/2)^‒ ga teng. SU(3)-simmetriya esa u, d va s-kvarklarni о‘z ichiga olgan adronlarni birlashtiradi. Shunday qilib, Gell-Mann va Sveygning kvark modelida 3 xil rangli 3 ta kvark va ularning antirang va antixushbо‘y partnerlari- jami 18 ta fundamental zarracha bо‘lib, barcha adronlar shu 18 ta zarrachadan iborat deb qaraldi. Lekin bu u, d va s- kvarklar barcha adronlarni tushuntirib berishga yetarli bо‘lmadi.

Dastlab 1974-yili J- mezon tajribada kuzatildi. Bu mezon massasi proton massasidan deyarli uch marta katta bо‘lib, yashash

vaqti:10^20 с ga teng.

	адронлар (86%)
	adronlar