Внутренние структуры дельта частиц
Два протона, два пиона одинакового знака
заряда или протон и положительно заряженный пион без помощи нейтрального
посредника никогда не смогут образовать частицу, которая имеет двойной заряд
одинакового знака. Запись реакции р + π⁺ → ∆⁺⁺ является очень грубой ошибкой.
Астрофизик Иванов Анатолий Григорьевич
Известно несколько групп дельта частиц с
одинаковыми массами покоя в группе. В этой статье речь пойдёт о группе дельта
частиц ∆⁺⁺, ∆⁺, ∆⁰, ∆⁻ с массами покоя около
1232 МэВ. Эти частицы образуются в результате бомбардировки протонов гамма
квантами энергией около 300 МэВ. Дельта частицы имеют очень
маленькое время жизни, и их называют частицами резонансами.
Частица ∆⁺⁺ с массой покоя 1232 МэВ
После открытия частицы ∆⁺⁺ и исследования канала её распада на протон и
положительно заряженный пион был сделан ошибочный вывод о том, что протон и
положительно заряженный пион могут образовать частицу с двумя положительными
зарядами. Но это глубочайшее заблуждение. Две частицы одинакового знака заряда
без помощи нейтрального посредника никогда не смогут образовать частицу. Сила
отталкивания одноимённых электрических зарядов частиц превосходит силу
взаимодействия суммарных орбитальных и спиновых магнитных моментов этих частиц.
Частица ∆⁺⁺ с массой покоя 1232 МэВ изображена на рисунке 1.
Рисунок 1. Частица ∆⁺⁺ с
массой покоя 1232 МэВ.
По обе стороны от нейтрона, по орбитам радиусом 4,53 Ф с релятивистской
скоростью 0,89·10⁸м/с,
двигаются два положительно заряженных
пиона. Их релятивистские массы равны 146,2 МэВ. В этой частице роль посредника выполняет нейтрон. Только
благодаря нейтрону, два положительно заряженных пиона могут двигаться по своим орбитам, находясь
сравнительно близко друг от друга.
Частица ∆⁺⁺ распадается на протон и положительно заряженный пион после
того, как один из её пионов распадается согласно реакции π⁺ → е⁺ Vе.
Появившееся электронное нейтрино
взаимодействует с нейтроном согласно реакции п + Vе → р + е⁻. Электрон аннигилирует позитроном. Оставшийся
невредимым второй положительно заряженный пион и протон разлетаются в разные
стороны. Но сами они никогда не могут образовать частицу. Запись реакции р + π⁺
→ ∆⁺⁺ является ошибочной.
Частица ∆⁺ с
массой покоя 1232МэВ
Эта частица состоит из протона и двух пионов, которые имеют разный знак
заряда. Но орбиты этих пионов располагаются по одну сторону от протона. При
этом отрицательно заряженный пион располагается ближе к протону.
Частица ∆⁺ с массой покоя1232МэВ изображена на рисунке 2.
Рисунок 2. Частица ∆⁺ с
массой покоя 1232 МэВ.
Радиусы орбит пионов в этой частице равны 4,33Ф. Релятивистские скорости
движения пионов по орбитам равны 0,93·10⁸м/с. Релятивистские массы пионов равны 146,86 МэВ.
По-существу, частица ∆⁺ представляет собой конструкцию, состоящую из протона и
нейтрального каона небольшой массы покоя. Но сам по себе нейтральный каон с
массой покоя 293 МэВ образоваться не может. При образовании частицы ∆⁺ вначале
протон присоединяет к себе отрицательно заряженный пион, который начинает
двигаться по орбите возле него, а затем к отрицательно заряженному пиону
присоединяется положительно заряженный пион, который синхронизирует движение по
своей орбите с этим пионом.
Что касается каналов распадов частицы ∆⁺, то в канале ∆⁺ → р + π⁰ пара
пионов взаимодействует между собой с образованием нейтрального пиона. О таком
взаимодействии многократно шла речь в статьях автора о внутренних структурах
мезонов. Протон тоже покидает частицу ∆⁺. В канале распада ∆⁺ → п + π⁺
происходит взаимодействие, о котором тоже много раз шла речь в статьях автора.
Отрицательно заряженный пион распадается согласно канала π⁻ → е⁻ + Vе⁻. Электронное нейтрино взаимодействует
с протоном и превращает его в нейтрон согласно реакции р +Vе⁻ → п + е⁺. Появившийся позитрон аннигилирует с электроном, который
появился после распада отрицательно заряженного пиона. Нейтрон и оставшийся
невредимым положительно заряженный пион покидают частицу ∆⁺.
Частица ∆⁰ с
массой покоя1232МэВ
Нейтральная дельта частица состоит из нейтрона и двух пионов
противоположного знака заряда, которые, по всей вероятности, тоже располагаются
по одну сторону от нейтрона. Частица ∆⁰ с массой покоя 1232 МэВ изображена на
рисунке 3.
Рисунок 3. Частица ∆⁰ с массой покоя 1232 МэВ.
В этой частице радиусы орбит пионов равны
4,53Ф. Релятивистские скорости движения пионов по орбитам равны 0,89·10⁸м/с. Релятивистские массы пионов
равны 146,2МэВ.
Распад частицы ∆⁰ происходит почти по такой же схеме, как и распад
частицы ∆⁺. В канале распадов ∆⁰ → п + π⁰ пара пионов взаимодействует с
образованием нейтрального пиона. Этот π⁰ пион и нейтрон покидают частицу ∆⁰. В
другом канале ∆⁰ →р + π⁻ положительно заряженный пион распадается согласно
канала π⁺ → е⁺ Vе. Электронное
нейтрино взаимодействует с нейтроном согласно реакции п + Vе → р + е⁻ и превращает его в протон. Появившийся электрон
аннигилирует с позитроном. В итоге остаются протон и отрицательно заряженный
пион, которые покидают частицу.
Частица ∆⁻ с массой покоя
1232МэВ
Эта частица состоит из протона и двух отрицательно заряженных пионов,
орбиты которых располагаются по обе стороны от протона. Радиусы орбит пионов
равны 4,33 Ф. Релятивистские скорости движения пионов по орбитам равны 0,93·10⁸м/с. Релятивистские массы пионов
равны 146,86 МэВ. Частица ∆⁻ с массой покоя 1232 МэВ изображена на рисунке 4.
Рисунок 4. Частица ∆⁻ с массой покоя
1232 МэВ.
Эта частица состоит из протона и двух отрицательно заряженных пионов,
орбиты которых расположены по обе стороны от него. Радиусы орбит пионов равны
4,33Ф. Их релятивистские скорости движения по орбитам равны 0,93·10⁸м/с. Релятивистские массы пионов
равны 146,86МэВ.
При распаде частицы ∆⁻ один из отрицательно
заряженных пионов распадается на электрон и электронное антинейтрино, которое
взаимодействует с протоном и превращает его в нейтрон. Пара электрон-позитрон
аннигилирует. Нейтрон и оставшийся невредимым второй отрицательно заряженный
пион покидают частицу.
Таким образом, все дельта частицы с массой покоя около 1232МэВ имеют в
своём составе нуклон и два пиона. Их релятивистские массы и параметры орбит
определяются условиями, в которых происходит формирование пионов при
бомбардировках протонов гамма квантами энергией около 300 МэВ. Вследствие того,
что массы покоя протонов и нейтронов отличаются приблизительно на 1,3 МэВ, массы
покоя некоторых частиц дельта могут быть немного больше, чем 1232 МэВ.
Может возникнуть вопрос – откуда берутся нейтроны, если гамма кванты
бомбардируют протоны? Нейтроны появляются при распадах частиц ∆⁺ и ∆⁻, для
которых базовым является протон. Появившиеся нейтроны принимают участие в
формировании частиц ∆⁺⁺ и ∆⁰, для которых базовым является нейтрон.
Частицы дельта живут очень короткое время потому, что их пионы имеют
очень маленькие релятивистские массы. Потери релятивистских скоростей их
пионами моментально приводит к распадам дельта частиц.
Если до определённого уровня увеличивать энергию гамма квантов при
бомбардировках протонов, то при этом формируются семейства дельта частиц с бόльшими
массами покоя, но примерно с одинаковыми массами покоя дельта частиц в
семействах. Теперь стало понятно, почему так происходит. Но увеличение энергии
гамма квантов вносит свои коррективы в процессы формирования дельта частиц. Но
об этом будет идти речь в следующих статьях автора.
В классификации гиперонов, предлагаемой автором, частицы дельта
обозначены следующим образом. Частица ∆⁺⁺ обозначена как HN(π⁺)(π⁺)(1232). Первые две буквы представляют собой
заглавные буквы английских слов «гиперон» и «нейтрон». В этой частице орбиты
пионов располагаются по обе стороны от нейтрона, поэтому они заключены в
отдельные скобки. Масса покоя частицы ∆⁺⁺ тоже взята в скобки. Частица ∆⁺
обозначена как HP(π⁻, π⁺)(1232). В этой частице пионы
располагаются по одну сторону от протона, поэтому они заключены в общие скобки.
Частица ∆⁰ обозначена как HN(π⁺, π⁻)(1232).
Частица ∆⁻ обозначена как HP(π⁻)(π⁻)(1232).
В следующей статье автора речь пойдёт о внутренних структурах частиц
кси,Ξ.
03. 04. 2014 года,
город Чернигов.
Комментариев нет:
Отправить комментарий