Тяжелые мезоны по-разному плавятся в кварк-глюонной плазме

Рис. 1. Мезоны погруженные в горячую кварк-глюонную плазму, плавятся, причем температура плавления зависит от размера мезона. Компактные мезоны из ипсилон-семейства, например Υ(1S), плавятся при гораздо более высокой температуре, чем более крупные возбужденные состояния. Адаптированный рисунок со страницы caaubin.people.wm.edu/Phys771/Handouts/handouts.html
Рис. 1. Мезоны погруженные в горячую кварк-глюонную плазму, плавятся, причем температура плавления зависит от размера мезона. Компактные мезоны из ипсилон-семейства, например Υ(1S), плавятся при гораздо более высокой температуре, чем более крупные возбужденные состояния. Адаптированный рисунок с этой страницы

Если взять атомное ядро и нагреть его выше критической температуры, равной примерно 2 трлн градусам (175 МэВ в энергетических единицах), ядерная материя превратится в особое состояние вещества — кварк-глюонную плазму. В этом состоянии уже нет отдельных протонов и нейтронов, а есть лишь кварки и глюоны, свободно гуляющие по всему объему плазмы. Это очень необычное состояние материи, которое одинаково интересно и теоретикам, и экспериментаторам. Первые благодаря нему развивают новые математические подходы к изучению сложных систем с сильной связью, а вторые получают возможность увидеть ядерную физику — со всеми ее многочисленными приложениями — в новом свете.

В эксперименте облачко кварк-глюонной плазмы можно создать на очень короткое время в лобовом столкновении двух тяжелых ядер с большой энергией. Такие исследования вот уже десять лет ведутся на американском Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC), а в прошлом году в игру вступил и Большой адронный коллайдер. В ноябре 2010 года на LHC происходили столкновения ядер свинца с энергией 287 ТэВ (то есть 1,38 ТэВ в расчете на каждый протон и нейтрон), и накопленная за тот месяц статистика до сих пор изучается экспериментальными группами. Время от времени коллаборации публикуют результаты этих анализов, которые один за другим вскрывают интересные особенности кварк-глюонной плазмы.

Мы уже подробно описывали некоторые из этих результатов, например измерение эллиптического потока коллаборацией ALICE и сильный дисбаланс адронных струй, зарегистрированный детектором ATLAS. Оба этих измерения убедительно доказывают, что кварк-глюонная плазма — это самая настоящая сплошная среда, в которой есть коллективные потоки вещества. А на днях в архиве электронных препринтов появилась статья коллаборации CMS, в которой описывается еще один, гораздо более тонкий, эффект кварк-глюонной плазмы — «плавление» тяжелых мезонов.

Семейство ипсилон-частиц

В этой работе речь идет о рождении и распаде частиц из семейства ипсилон-мезонов (обозначаются греческой буквой Υ), о которых стоит рассказать чуть подробнее. Это тяжелые мезоны с массой около 10 ГэВ, состоящие из «прелестного» кварка (b) и его же антикварка (то есть связанные b-анти-b-состояния). На замысловатом физическом жаргоне такие состояния называются боттомониями (от англ. bottom, одного из названий b-кварка), или — несколько более поэтично — «мезонами со скрытой прелестью» (beauty «прелестный» — другое его название).

В некоторых отношениях эти мезоны отдаленно напоминают обычные атомы. Прелестный кварк и его антикварк притягиваются друг к другу почти по закону Кулона, только вызвано это притяжение не электрическими силами, а сильным взаимодействием. У связанного состояния (то есть у Υ-частицы) есть энергия связи, которая намного меньше энергии покоя самих кварков, из-за чего кварки движутся относительно друг друга с нерелятивистскими скоростями. И наконец, у семейства Υ-частиц есть своя спектроскопия: кварки могут по-разному располагаться относительно друг друга, а значит, образовывать разные уровни энергии. Физики тут даже пользуются стандартной классификацией энергетических уровней, принятой в химии: основное состояние называется 1s-состоянием, Υ(1S), радиально-возбужденные состояния — Υ(2S), Υ(3S) и так далее. Имеются также и орбитально-возбужденные уровни энергии, и состояния с другим спином, которые, впрочем, уже обозначаются иными буквами. В физике элементарных частиц каждое такое возбужденное состояние, в отличие от атомной физики, считается отдельной частицей. На рис. 2 на диаграмме энергетических уровней показаны несколько частиц из этого семейства.

Для дальнейшего рассказа полезно отметить, что так же, как и в случае атомов и их возбужденных состояний, ипсилон-мезоны обладают разными размерами и энергиями связи. Основное состояние, Υ(1S), довольно компактно (его радиус примерно 0,2 фемтометра) и имеет большую энергию связи, а возбужденные состояния имеют больший размер (0,4–0,5 фм), и кварки в них связаны слабее.

Рис. 2. Уровни энергии b-кварк-антикварковой пары. Каждый уровень энергии отвечает своей частице; три состояния, обсуждаемые в этой заметке, выделены желтым цветом. Изображение с сайта caaubin.people.wm.edu/Phys771/Handouts/handouts.html
Рис. 2. Уровни энергии b-кварк-антикварковой пары. Каждый уровень энергии отвечает своей частице; три состояния, обсуждаемые в этой заметке, выделены желтым цветом. Стрелки показывают различные пути спонтанных переходов между разными состояниями: прямые распады между Υ-мезонами идут с испусканием легких адронов, а перескоки между Υ и χb-состояниями сопровождается излучением фотона. Изображение с сайта

Аналогия с атомной спектроскопией касается не только строения, но переходов между разными энергетическими уровнями в семействе ипсилон-частиц. Как и в атомах, возбужденные уровни энергии могут переходить на более низкие уровни, излучая при этом фотон (в физике частиц такие превращения называются радиационными распадами мезонов, некоторые из них показаны на рис. 2). Однако у кварк-антикварковых состояний есть своя особенность, которой нет в атомах: кварк и антикварк могут проаннигилировать, превратившись в пару легких частиц, например в мюон-антимюонную пару Υ → μμ+ или в пару пи-мезонов Υ → ππ+. Именно такие распады наиболее удобны для измерения энергетических уровней (то есть масс ипсилон-мезонов) в детекторах.

Рис. 3. Спектроскопия боттомониев, наблюдающаяся в их распадах на π–π+-пары. Изображение с сайта www.pnnl.gov
Рис. 3. Спектроскопия боттомониев, наблюдающаяся в их распадах на ππ+-пары. Изображение с сайта

На рис. 3 показан «спектр» ипсилон-системы в распаде на ππ+-пары. Эти распады наблюдались и на Большом адронном коллайдере уже буквально в первые недели работы; пики, отвечающие Υ(1S), Υ(2S) и Υ(3S), хорошо видны на графике, приведенном на странице Результаты работы LHC в 2010 году.

Ипсилон-мезоны в кварк-глюонной плазме

Описанные выше свойства касались ипсилон-мезонов в вакууме. Однако при столкновении ядер высокой энергии прелестные кварки рождаются и пытаются объединяться в мезоны не в пустоте, а прямо внутри кварк-глюонной плазмы. И тут оказывается, что плазма влияет на этот процесс самым непосредственным образом — она мешает b-кваркам объединяться в ипсилон-мезоны. С точки зрения детектора это приводит к нехватке ипсилон-мезонов по сравнению с другими частицами.

Объяснить этот эффект нетрудно. Прелестные кварки, конечно, притягиваются друг к другу, пытаясь объединиться в ипсилон-мезон, но плазма из свободных кварков, в которую всё это погружено, экранирует силы притяжения. В результате экранированные силы оказываются намного слабее, и прелестные кварки уже не могут связаться в устойчивый мезон, как прежде. Поэтому в кварк-глюонной среде у тяжелых мезонов есть намного меньше шансов вылететь из облачка плазмы: даже если мезон и образуется, его энергия связи будет так низка, что он тут же развалится из-за высокой температуры плазмы. Иными словами, мезоны плавятся внутри кварк-глюонной плазмы.

Надо подчеркнуть, что тут нет никакой особой специфики элементарных частиц, это совершенно естественное поведение любых свободных зарядов. Например, если в обычную электропроводящую среду поместить электрический заряд, то противоположно заряженные частицы среды притянутся к нему, нейтрализуя заряд. Поэтому сила между двумя электрическими зарядами, погруженными в проводящую среду, окажется заметно слабее, чем в вакууме, а значит, связанное состояние может попросту распасться на отдельные частицы. Это схематично показано на рис. 4.

Рис. 4. Кварк и антикварк, притягивающиеся друг к другу, могут образовывать связанные состояния с разной силой связи, которая зависит от среднего расстояния между ними. Рисунок И. Иванова
Рис. 4. Кварк и антикварк, притягивающиеся друг к другу, могут образовывать связанные состояния с разной силой связи, которая зависит от среднего расстояния между ними. В кварк-глюонной плазме силы притяжения ослабевают из-за эффекта экранировки, который тем существенней, чем дальше разнесены кварк и антикварк. В результате слабосвязанные мезоны разваливаются от отдельные кварки, но сильносвязанные еще держатся. Рисунок И. Иванова

Последний штрих касается зависимости этого эффекта от размера мезона. Нейтрализация силового поля кварка становится тем полнее, чем дальше мы отходим от него. Поэтому при температуре, скажем, в два раза выше критической все крупные мезоны, включая Υ(2S) и Υ(3S), уже расплавились, но Υ(1S), самый компактный из известных мезонов, всё еще выживает. При более высокой температуре, в четыре раза превышающей критическую, расплавится и он, но такие температуры трудно достичь даже на LHC.

Описанная закономерность — чем компактнее мезон, тем при более высокой температуре он плавится — называется последовательное плавление мезонов. Экспериментальное наблюдение этого эффекта является одним из самых надежных доказательств образования кварк-глюонной плазмы и позволяет изучать ее свойства. Интересно провести аналогию между этим исследованием и... астрономией, когда по отношению яркости разных спектральных линий в далеких звездах или туманностях удается вычислить температуру и плотность вещества в них.

Результаты исследования

После этого длинного введения результаты исследования, проведенного CMS, должны стать более понятными. В этой работе изучалось, как пропорции родившихся Υ(1S), Υ(2S) и Υ(3S)-частиц меняются при переходе от протон-протонных столкновений к ядерным. Количество ипсилон-частиц измерялось «спектроскопически» через их распад на μμ+-пары.

Рис. 5. Распределение μ?μ+-пар по инвариантной массе в области семейства ипсилон-мезонов в протонных столкновениях (слева) и в столкновениях ядер на LHC (справа). Пики отвечают отдельным ипсилон-мезонам из этого семейства. Изображение из обсуждаемой статьи
Рис. 5. Распределение μ?μ+-пар по инвариантной массе в области семейства ипсилон-мезонов в протонных столкновениях (вверху) и в столкновениях ядер на LHC (внизу). Пики отвечают отдельным ипсилон-мезонам из этого семейства. Изображение из обсуждаемой статьи

На рис. 5 приведены получившиеся распределения μμ+-пар по инвариантной массе в столкновении протонов (вверху) и ядер свинца (внизу). Сильный пик на обоих графиках — это Υ(1S)-мезон, пики послабее при чуть большей массе отвечают Υ(2S) и Υ(3S). Черные точки — это реальные данные со своими погрешностями, а синей линией показано наилучшее приближение, которое учитывает три ипсилон-частицы и остаточный фон. Видно, что в случае ядерных столкновений «сила» вторичных пиков резко просела по сравнению с Υ(1S). Подсчет показал, что если в протонных столкновения суммарное количество Υ(2S) и Υ(3S) составляет примерно 80% от Υ(1S), то в ядерных столкновениях эта величина падает до 25%. Таким образом, наличие кварк-глюонной плазмы подавляет втрое сильнее процесс рождения возбужденных ипсилон-мезонов, чем основного состояния.

Это первые подобные данные в ипсилон-семействе (хотя аналогичные эффекты в семействе чармониев, связанных состояний c-кварка и его антикварка, изучались и раньше). Пока они имеют достаточно большие погрешности, но по мере накопления статистики измерения станут существенно точнее и детальнее. Будет, в частности, изучено, как подавление сказывается на мезонах, вылетающих с разными поперечными импульсами (у теоретиков есть интересные предсказания на этот счет). Все эти измерения позволят еще более детально «прощупать» свойства кварк-глюонной плазмы и проверить теоретические модели.

Напоследок стоит подчеркнуть пару важных методических аспектов этой работы. Во-первых, как можно заметить на этом примере, свойства кварк-глюонной плазмы извлекаются не из ядерных столкновений самих по себе, а из сравнения ядерных столкновений с протонными. При этом важно, чтобы все параметры в этих двух типах столкновений оставались по возможности одинаковыми. Именно для этого использовались столкновения протонов не с полной достижимой сейчас энергией 3,5 ТэВ, а с уменьшенной энергией 1,38 ТэВ — ведь именно такую энергию несут отдельные протоны и нейтроны в столкновениях ядер. Эти данные были накоплены во время короткого специального сеанса работы на пониженной энергии, который состоялся в конце марта.

Во-вторых, ключевая величина, измеренная в этом эксперименте, — это не просто отношение, а двойное отношение: Υ(2S+3S)/Υ(1S) в ядерных столкновениях, поделенное на Υ(2S+3S)/Υ(1S) в протонных столкновениях. Такой подход позволяет уменьшить погрешности и отсечь модели без кварк-глюонной плазмы, в которых предсказывается одинаковое уменьшение всех ипсилон-частиц при переходе от протонов к ядрам.

Источник: CMS Collaboration. Suppression of Upsilon excited states in PbPb collisions at a nucleon-nucleon centre-of-mass energy of 2.76 TeV [http://arxiv.org/abs/arXiv:1105.4894] // препринт arXiv:1105.4894 [hep-ex] (24 May 2011).

См. также:
1) Пресс-релиз на сайте эксперимента CMS.
2) CMS Sees Hint Of Upsilon Suppression In Quark-Gluon Plasma! — сообщение в блоге Tommaso Dorigo.

Игорь Иванов


27
Показать комментарии (27)
Свернуть комментарии (27)

  • Frank  | 03.06.2011 | 08:13 Ответить
    > его радиус примерно 0,2 фемтометра

    Игорь, напомните, пожалуйста, что имеется в виду под размерами таких частиц, т.е. как он измеряется.

    Спасибо!
    Ответить
    • spark > Frank | 03.06.2011 | 17:54 Ответить
      То же, что и под размерами атома — т.е. размер, на котором проявляется нетривиальная структура частиц. Экспериментально измеряется через угловое распределения при рассеянии частиц. Для короткоживущих частиц такое рассеяние на прямую сделать трудно, но есть многочисленные более тонкие методы.
      Ответить
  • PavelS  | 03.06.2011 | 11:01 Ответить
    1) Правильно ли я понимаю, что кварк-глюонная плазма возникает, когда пи-мезоны начинают часто возникать в результате "теплового" излучения и эти мезоны заполняют собой всё свободное пространство подобно реликтовому излучению, только гораздо плотнее?
    2) есть ли принципиальное отличие кварк-глюонной плазмы (плотность, состав) от просто большого количества тепловых пи-мезонов, которые логично ожидать без привлечения кварковой модели самой плазмы? Ведь всё что сказано в статье, можно как-то пытаться объяснить, полагаю, и без "плазмы" - просто было много мезонов, с которыми взаимодействовали Y.
    3) во сколько раз надо повышать энергию ядер, чтобы получать вдвое более горячую плазму? Четвёртая степень, как с фотонами, или ещё круче?
    4) Какие кварки входят в состав плазмы? u, d. s? c?
    Ответить
    • spark > PavelS | 03.06.2011 | 18:15 Ответить
      1)-2). В кварк-глюонной плазме другие степени свободы, с совсем иными характеристиками, чем в адронном (пионы, каоны, резонансы и т.п.) газе. А когда изменяются степени свободы, меняются процессы, которые могут происходить, меняются их характеристики и т.п. Попробуйте объяснить электрическую проводимость, теплоемкости и другие характеристики металла на основе предположения, что он состоит из нейтральных атомов (а не ионов и электронов проводимости). Здесь примерно то же.

      3) Это надо смотреть на уравнение состояния. Экспериментально оно изучено очень плохо, так что надо пока опираться на расчеты (либо феноменологически модели, либо КХД на решетке). Общая картина такая: в районе критической температуры зависимости резкие, но с ростом T примерно всё приближается к Стефану-Больцману. Вот пример недавней статьи: http://arxiv.org/abs/arXiv:1001.3139

      4) Это зависит от температуры. При температурах RHIC и LHC это u, d, s.
      Ответить
  • kbob  | 03.06.2011 | 11:27 Ответить
    А как называется самый тугоплавкий мезон? Если никак предлагаю название - вольфрамон!
    Ответить
    • spark > kbob | 03.06.2011 | 18:00 Ответить
      Ипсилон(1S) и есть самый тугоплавкий.
      Ответить
      • kbob > spark | 03.06.2011 | 20:39 Ответить
        А я думал (t, анти t).
        Ответить
        • spark > kbob | 03.06.2011 | 21:36 Ответить
          топ-кварк не образует мезонов, он слишком быстро для этого распадается.
          Ответить
          • Petropavlovsky > spark | 03.06.2011 | 22:46 Ответить
            Чего то я "обалдеваю" - "плавятся не только протоны и нейтроны ....". Это как это? Вещество плавится - это понятно. Плавление элементарных частиц надо объяснять простому читателю!?
            Ответить
            • spark > Petropavlovsky | 04.06.2011 | 01:13 Ответить
              Там ссылка есть про кварк-глюонную плазму для тех, кто первый раз с ней встречается :) А еще можно послушать мою популярную лекцию про экстремальные состояния вещества, там в самом конце есть и про это, http://elementy.ru/lib/431099
              Ответить
  • Alextos  | 04.06.2011 | 18:34 Ответить
    В заметке Вы привели данные по
    Y(9460) ширина 0,053 МэВ; Y(10020) ширина 0,03 МэВ; Y(10350) ширина 0,012 МэВ . . .

    А что с
    Y(10570) ширина 24 МэВ; Y(10860) ширина 110 МэВ; Y(11019) ширина 79 МэВ . . .
    Ответить
    • spark > Alextos | 04.06.2011 | 19:24 Ответить
      Начиная с Y(4S), он же Y(10570), состояния b-анти-b уже могут напрямую распадаться (и в подавляющем большинстве случаев и распадаются) на пару B-мезонов. Условно говоря, они диссоциируют даже без кварк-глюонной плазмы, самми по себе. Поэтому эффект от плазмы незначителен; его, во-первых, трудно обнаружить, и во-вторых он не позволяет узнать что-то новое про саму плазму.
      Ответить
      • Alextos > spark | 04.06.2011 | 19:49 Ответить
        Хорошо. Допустим для
        "Начиная с Y(4S), он же Y(10570), состояния b-анти-b уже могут напрямую распадаться (и в подавляющем большинстве случаев и распадаются) на пару B-мезонов. Условно говоря, они диссоциируют даже без кварк-глюонной плазмы, самми по себе."
        А относительное влияние плазмы на
        Y(10860) ширина 110 МэВ и Y(11019) ширина 79 МэВ
        такое же (в три раза), как на
        Y(10020) ширина 0,03 МэВ и Y(10350) ширина 0,012 МэВ?
        Ответить
        • spark > Alextos | 05.06.2011 | 00:50 Ответить
          Хорошо, скажу другими словами и чуть подробнее.

          Состояния 4S и выше даже в вакууме распадаются так быстро (что видно по значениям их ширин), что не успевают пролететь размер облачка плазмы. Распадаются они, когда каждый из b-кварков подхватывает себе легкий кварк и вылетает в виде B-мезона. Этот процесс идет и так в вакууме, наверняка он будет идти более интенсивно и в плазме. Однако и в том, и в другом случае детектор будет видеть практически одинаковую картину: эти состояния (практически или полностью) не видны в каналах распада типа e+e-, mu+mu-, pi+pi-. Поэтому увидеть этот эффект нереально, данных нет.

          Нереально также увидеть зависимость этого эффекта (даже если он будет измерен) от параметров плазмы. Ведь относительные веса состояний 1S, 2S, 3S выступают в роли термометра плазмы, т.е. они чувствительны к температуре плазмы. А у состояний 4S и выше чувствительности практически нет.
          Ответить
          • Alextos > spark | 05.06.2011 | 17:34 Ответить
            "Поэтому увидеть этот эффект нереально, данных нет."
            Спасибо. Успокоили.
            А так размечтался ...
            Ответить
  • May_Day  | 05.06.2011 | 12:30 Ответить
    Применение понятий "температура" и особенно "плавятся" к квантовым явлениям на мой взгляд - желтуха, чрезмерный популизм. Вызовет больше недоразумений, чем успехов популяризации.
    Ответить
    • spark > May_Day | 05.06.2011 | 14:28 Ответить
      Вообще-то, это всё термины из оригинальных статей. С температурой всё совершенно в порядке, а вот слово «плавятся» применительно к отдельным мезонам, погруженным в плазму, действительно не совсем корректно; более точное слово «диссоциация». Но если в исходных статьях не считается зазорным так говорить, но можно это слово перенести и в популярный рассказ.
      Ответить
      • Petropavlovsky > spark | 05.06.2011 | 19:46 Ответить
        Вот, вот, Игорь, не только я задаю, оказывается, вопросы по термину "плавление"... Нет, я то все осознаю и понимаю (ну мне так кажется), а вот другим надо объяснять. С Уважением, С.Г. Петропавловский.
        Ответить
        • olegov > Petropavlovsky | 05.06.2011 | 23:27 Ответить
          Не знаю не знаю, для химиков термин плавление в данном случае не коробит слух. Ряд веществ при плавлении действительно диссоциирует, так что нормальный термин. По сути конечно распад или диссоциация, но за этими терминами сложились еще бОльшие стереотипы.
          Ответить
          • May_Day > olegov | 06.06.2011 | 00:37 Ответить
            Это ни в коем случае не претензия к автору рецензии. Понятна и "температура" и "плавление".
            Но начиная с "силы тока", следуя за "ароматом", "странностью", "прелестью" и "очарованием", при всей забавности их употребления, налицо затор в языке.
            Кроме того, для специалистов смежных специальностей создаются абберации смысла и аналогий. Конечно, структура знания квантовой физики сложна, но и о встраивании её в общее здание науки не стоит забывать. Впрочем, увы, все это пустые разговоры. Терминология сложилась, как "сила тока" в прошлом.
            Ответить
    • Михайлович > May_Day | 09.06.2011 | 11:48 Ответить
      "Применение понятий "температура" и особенно "плавятся" к квантовым явлениям"... вполне естественно и обоснованно.

      Вспомните, как объясняются эти явления в МКТ. Там тоже всё связано с отдельными порциями энергии, связанными с отдельными атомами и молекулами. И скорость движения каждого атома связана с волновым уравнением де Бройля.
      Ни о каком пиар-популизме именно в связи с этим, именно теперь речи быть не может.
      Просто, теоретическая физика делает, наконец, то, что должна была сделать почти полвека назад, когда П.А.М. Дирак писал:
      «Необходимо, чтобы квантовая теория поля базировалась на таких понятиях и методах, которые можно было бы унифицировать с понятиями и методами остальной физики… Общепринятую трактовку квантовой теории поля следует рассматривать в качестве паллиатива без всякого будущего...». (П.А.М. Дирак. Лекции по квантовой теории поля. М., «Мир», 1971, с.7.)
      Ответить
  • Alextos  | 05.06.2011 | 20:12 Ответить
    Извините, что не совсем по теме заметки.
    С чем связано «официально» такое различие в ширине пиков (1S-3S и 4S . . .):
    Y(9460-> 1S) ширина 0,053 МэВ; Y(10020-> 2S) ширина 0,03 МэВ; Y(10350-> 3S) ширина 0,012 МэВ . . .
    Y(10570-> 4S) ширина 24 МэВ; Y(10860) ширина 110 МэВ; Y(11019) ширина 79 МэВ . . .
    Для младших масс прослеживается спад ширины, а для 4S резкий подъем (на порядки) и далее увеличение и спад.
    Ответить
    • spark > Alextos | 05.06.2011 | 20:32 Ответить
      Я ж уже написал: для 4S и выше становится энергетически возможным распад на B-мезоны. Он идет очень интенсивно, поэтому полная ширина резко вырастает. Парциальная ширина распада на e+e- или mu+mu- остается примерно такой же, как и ниже порога.

      Ниже порога уменьшение связано с формой волновой функции и вероятностью аннигиляции.
      Ответить
      • Alextos > spark | 07.06.2011 | 18:44 Ответить
        Вы привели хороший пример того, как легко «скрывается» парциальная ширина того или иного распада за большой шириной пика для 4S и выше (ну, почти «шапка невидимка» получается).

        То есть скрыть можно очень многое. Тогда возникают вопросы:
        1. Нет ли проблем при описании большой шириной пика для 4S и выше. Или там все идеально?
        2. Многие ли частицы могут «похвастаться», что у них есть состояния не только с 1S, 2S и 3S, но и с 4S и далее. Не излишне ли их много в данном случае?
        Ответить
        • spark > Alextos | 10.06.2011 | 22:40 Ответить
          1. Какие конкретные проблемы вы имеете в виду? Идеального нет нигде.
          2. Список частиц вы можете самостоятельно изучить на сайте Particle Data Group. Ваш последний вопрос странный; это как спрашивать, не слишком ли много энергетических уровней у электрона в атоме. Нет, не слишком.
          Ответить
          • Alextos > spark | 11.06.2011 | 18:07 Ответить
            «это как спрашивать, не слишком ли много энергетических уровней у электрона в атоме.»
            Маленькое «но».
            Вот как раз меня и смущает, что в этом конкретном случае, не «притянута ли за уши» аналогия для электрона в атоме. В достаточной ли степени обоснована такая аналогия (для 4S и выше). Поскольку за столь большой шириной можно скрыть очень и очень многое.
            Согласен, что «Идеального нет нигде.», но с надеждой высказал предположение, что все же не состыковки проявляются (например, в относительном сравнении с 1S-3S).

            «Какие конкретные проблемы вы имеете в виду?»
            Хорошо. На прямой вопрос придется ответить без иносказаний и намеков (их и так было предостаточно ранее).
            У меня получается, что состояния 1S-3S принадлежат кварку с массой 4140 МэВ, а состояния 4S и выше кварку с массой 4850 МэВ.
            Причем, обратите внимание, что разница в массах M(Y(4S))- M(Y(1S)), . . . :
            1110 МэВ, 840 МэВ и 669 МэВ.
            К тому же из кварка 4140 МэВ у меня состояний с массами 4S и выше пока не получается (может, чего-то недодумал).

            P.S. Это можно легко показать «на пальцах» [http://www.scientific.ru/dforum/common/1205693303], если учесть необходимость устранить перепутывание местами масс 4-го и 5-го кварков.
            Тогда как раз и получается, что масса 7-го кварка несколько выше (4850 МэВ).
            Массы остальных кварков и лептонов не противоречат привычным/табличным значениям.
            Ответить
  • oksi2308  | 07.06.2011 | 09:47 Ответить
    Спасибо за интересную информацию.
    http://ymalusha.ru
    Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»