Загадочная частица джей-пси, J/ψ
Через сорок лет после открытия частицы раскрыта её структура.
Астрофизик Иванов Анатолий Григорьевич
В этой статье речь пойдёт о внутренней
структуре частицы джей-пси, которая имеет сравнительно большое время жизни при
большой массе покоя. Открытие этой частицы двумя исследовательскими
лабораториями было зарегистрировано в ноябре 1974 года. Через два года
руководители этих лабораторий С. Тинг и
Б. Рихтер стали Нобелевскими лауреатами.
Открытие этой частицы наделало много шума.
Но, в конце концов, учёные пришли к выводу, что это частица со скрытым
очарованием. Она будто бы состоит из «очарованных» кварка и анти кварка.
Несоответствие её сравнительно большого времени жизни времени жизни других
мезонов такой же большой массы они объяснили гипотетическим образованием трёх
глюонов при взаимодействии кварка и анти кварка. В своих статьях, размещённых в
Интернете, автор неоднократно доказал, что кварки и глюоны не существуют. Эта
статья ещё раз подтверждает это.
Частица джей-пси является нейтральной
частицей. Но она состоит из заряженных пионов, которые с релятивистскими скоростями
двигаются по своим орбитам. Её масса покоя равна 3097 МэВ. Можно было бы
предположить, что частица джей-пси состоит из восьми пионов, орбиты которых
нанизаны на одну общую ось. Но тогда бы релятивистская масса каждого из них
составила около 387 МэВ. В таком случае потери на излучение пионов были бы
очень большие. Время жизни такой частицы должно было бы быть меньше чем 7,2•10⁻²¹с. Более
естественно было бы предположить, что эта частица состоит из десяти пионов,
орбиты которых нанизаны на одну общую ось. Тогда релятивистская масса каждого
из них составила бы 309,7МэВ, что почти соответствует релятивистской массе
пионов в нейтральных D⁰ мезонах, которые живут очень долго. Но когда мезон
состоит из семи, восьми, девяти пионов, орбиты которых нанизаны на одну общую
ось, то с ростом числа пионов время жизни таких мезонов начинает резко
сокращаться. По всей вероятности, появившиеся в результате столкновения двух
тяжёлых частиц десять, двенадцать и более пионов пытаются выстроиться в один
ряд, но создать тяжёлый мезон просто не успевают. Пионы неизбежно теряют связь
между собой из-за большого их количества в одном ряду и потерь энергии на
излучение. Об этом шла речь в статьях автора «Тайны D мезонов», http://blog-astrofizika.blogspot.com/2018/03/d.html
и « Тяжёлые D мезоны», http://blog-astrofizika.blogspot.com/2018/03/d_25.html
.
Вывод напрашивается сам собой – внутреннее
устройство частицы джей- пси должно быть другим. Она действительно состоит из
десяти пионов, но они располагаются другим способом по сравнению с
расположением пионов в мезонах, о которых шла речь в предыдущих статьях автора.
Частица джей-пси изображена на рисунке.
Частица джей-пси, J/ψ с массой покоя 3097МэВ.
Необычно большое время жизни этой частицы
объясняется только тем, что орбиты её пионов нанизаны не на одну общую ось, а
на две разные оси, которые параллельны друг другу. Такая конструкция намного
устойчивее конструкции, когда много пионов выстраивается в один ряд. По
существу, частица джей - пси состоит из двух пятипионных частиц, которые
вращаются вокруг общей оси, проходящей через центр масс системы. Масса покоя
каждой из них равна 1548,5МэВ. Одна частица заряжена положительно, а другая -
отрицательно. Они двигаются по орбите с одинаковой скоростью, которая не
достигает релятивистских значений. Их можно назвать и тяжёлыми заряженными
каонами, и лёгкими заряженными Dмезонами.
Внутренние структуры этих частиц полностью идентичны. Об этом шла речь в
упомянутых статьях автора.
Движение этих пятипионных частиц по своим
орбитам в частице джей-пси напоминает движение двух звёзд одинаковой массы в
двойной звёздной системе. Но есть существенное отличие. Эти частицы могут
вращаться только вокруг своей продольной оси. Пионы разного знака заряда в
частице джей-пси соседствуют друг с другом и по горизонтали, и по вертикали.
Это делает невозможным несинхронное вращение пятипионных мезонов вокруг других
осей.
В частице джей-пси пионы двигаются по своим
орбитам с релятивистской скоростью 2,676•10⁸м/с. Радиус их орбит равен 0,71Ф. Его размер всего лишь
на несколько тысячных Ферми меньше радиуса орбит пионов в нейтральных D⁰ мезонах. Расстояние между продольными осями пятипионных
мезонов в этой частице составляет около 2,0 Ферми. Расстояние между плоскостями
орбит крайних пионов равно 5,0 – 5,5Ферми.
В большинстве случаев частица джей-пси распадается на пионы и каоны. Но
приблизительно в 12% случаев при её распадах появляется пара мюонов разного
знака заряда или пара позитрон-электрон. Это происходит тогда, когда часть пар
пионов аннигилирует, а оставшиеся пионы распадаются с образованием пар этих
частиц. Об этом многократно шла речь во многих статьях автора о внутренних
структурах мезонов.
Частица джей-пси участвует и в других сложных взаимодействиях, но об
этом речь пойдёт при раскрытии внутренних структур более тяжёлых мезонов и
гиперонов.
Автору этой статьи известны внутренние структуры всех элементарных
частиц и ядер. Нет никаких сомнений в том, что частица джей-пси имеет именно
такую внутреннюю структуру. Это будет многократно подтверждено при раскрытии
внутренних структур более тяжёлых мезонов.
Классификация
мезонов
Существующая классификация мезонов и их названия складывались
исторически, но они не соответствуют внутренним структурам этих частиц. Автор
предлагает очень простую и удобную систему классификации мезонов, которая
соответствует их внутренним структурам. Она включает в себя заглавную букву от
слова «мезон». Справа от этой буквы приводится количество пионов, из которых
состоит мезон, а рядом в скобках пишется округлённая до целых значений величина массы покоя
данного мезона. Если известно значение спина, то он тоже приводится. Имея
информацию в таблице о массе покоя мезона и числе пионов в нём, можно
определить релятивистские массы пионов, входящих в его состав и вычислить
параметры их орбит.
В приведенную ниже таблицу попали только сведения о тех мезонах, о
которых шла речь в статьях автора, с дополнительными сведениями о других
мезонах. Но законченная таблица будет включать сведения обо всех известных
мезонах.
В своих следующих статьях автор будет постепенно переходить на свою
систему классификации мезонов.
Классификация мезонов
М⁰1(135) -
нейтральный пион;
М1(140) – заряженный пион;
М2*(498) – нейтральный странный каон;
М2(547) – частица резонанс эта, η;
М2(771) – частица резонанс ро, ρ⁰;
М2(783) – частица резонанс омега, ω;
М2(958) – частица резонанс эта-штрих, ηʹ;
М2(1019) – частица резонанс фи, φ;
М3(494) – заряженный странный каон;
М3(776) – частица резонанс ρ±;
М*4(892) – нейтральный каон, К*⁰;
М5(892) – заряженный каон, К*±
М5(1869) – заряженный D± мезон;
М*6(1864) – нейтральный D⁰ мезон;
М7(2010) – заряженный D*± мезон;
М*8(2007) – нейтральный D*⁰ мезон;
М9(2112) – заряженный D*± мезон;
М9(2317) – заряженный Dѕј мезон;
М9(2632) – заряженный Dѕј мезон;
М(5+5)(3097) – частица джей-пси, J/ψ.
Звёздочками помечены нейтральные
мезоны, в которых на торцах располагаются пионы разного знака заряда и которые
успевают проявить эту особенность их внутренней структуры при взаимодействиях с
другими частицами. При написании реакций с их участием нейтральные мезоны со
звёздочкой с отрицательным зарядом фронтальной части нужно обозначать чёрточкой
сверху. Частица джей-пси имеет другую внутреннюю структуру. Это нашло отражение
в форме записи числа пионов в ней: (5+5)
В таблицу классификации мезонов будут внесены сотни других частиц
резонансов, тяжёлых каонов и D мезонов.
В следующих статьях автора будет идти речь о внутренней структуре ещё
более тяжёлого мезона ψ(2s) и о реакции
взаимодействия гамма кванта с нейтроном с образованием двух мюонов.
15.01.2014 года, город Чернигов.
Комментариев нет:
Отправить комментарий