Лекции по курсу общей физики. Квантовая физика. Сабирова Ф.М. - 6 стр.

                                 6                                                                     71
же дифракционная картина, как и при короткой с большой силой тока.           После 1964 года были открыты новые барионы и мезоны, для
Это означает, что волновые свойства присущи каждому электрону в       классификации которых оказалось недостаточно этих трех кварков. В
отдельности, однако дифракция одного электрона не дает всей систе-    настоящее время к трем первоначальным кваркам добавлены еще три:
мы точек, которая получается при дифракции от потока. След одного     общее число кварков возросло до 6. Чтобы различать эти 6 кварков,
электрона окажется лишь в одной точке, которая разрешена условием     ученые наделили кварки свойством, которое они назвали «аромат».
дифракции. В этом проявляется корпускулярная природа электронов,      Разумеется, запаха кварки не имеют, но считается, что каждый из 6
так как электрон не может расплыться. В какое именно из мест попа-    кварков «пахнет» по-своему, имеет свой особый «аромат». Три квар-
дет электрон, говорить нельзя. Можно говорить лишь о вероятности      ка, введенные М. Гелл-Маном и Дж.Цвейгом, имели ароматы «вверх»
попадания в точку пространства.                                       (u – up), «вниз» (d–down) и «странность» (s – strange). Другие кварки
     Таким образом, электрону присуща двойственная природа, т.е. он   имели ароматы «очарованный» (с – charm), «истинный» (t – truth),
сочетает в себе свойства и частицы, и волны. Волновая природа элек-   «прелестный» (b – beauty). Вот некоторые характеристики кварков:
тронов подтверждается опытами по их дифракции. Корпускулярная
природа электронов проявляется в том, что электрон действует как                      Час-      Электри-     Бари-      Спин      Cтран-
единое целое, не дробясь на части.                                                    тица       ческий     онный        J        ность
     Впоследствии дифракционные явления обнаружили также для                                    заряд q     заряд В                  S
нейтронов, протонов, атомных и молекулярных пучков. Это оконча-        Кварки           u         +2/3        1/3        1/2         0
тельно послужило доказательством наличия волновых свойств микро-                        d         –1/3        1/3        1/2         0
частиц и позволило описать движение микрочастиц в виде волнового                        s         –1/3        1/3        1/2        –1
процесса, характеризующегося определенной длиной волны, рассчи-                         с         +2/3        1/3        1/2         0
тываемой по формуле де Бройля (1.2).                                                    t         +2/3                               0
                                                                                        b         –1/3                               0
         §2. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.                Антикварки      u~         –2/3        -1/3       1/2         0
                                                                                        ~
                                                                                       d          +1/3        -1/3       1/2         0
     Подтвержденная экспериментально гипотеза де Бройля о корпус-                       ~
                                                                                        s         +1/3        -1/3       1/2        +1
кулярно-волновом дуализме свойств вещества коренным образом из-                        с~         –2/3        -1/3       1/2         0
менила представления о свойствах микрообъектов. Всем микрообъек-                        ~         –2/3                               0
                                                                                        t
там присущи и корпускулярные, и волновые свойства; в то же время                       ~          +1/3                               0
любую из микрочастиц нельзя считать ни частицей, ни волной в клас-                     b
сическом понимании.
     В.Гейзенберг, учитывая волновые свойства микрочастиц и свя-            Кроме того, существуют три кварка каждого аромата, отли-
занные с волновыми свойствами ограничения в их поведении, пришел      чающихся квантовым число, называемым цветом и принимающим
в 1927 г. к выводу, что объект микромира невозможно одновременно с    три значения – желтый, синий, красный. Каждому кварку соответст-
любой наперед заданной точностью характеризовать и координатой и      вует антикварк, имеющий по отношению к данному кварку противо-
импульсом. Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга,        положный электрический заряд и так называемый антицвет: анти-
микрочастица не может иметь одновременно и определенную коорди-       желтый, антисиний, антикрасный. Таким образом, принимая во
нату (х, у, z), и определенную соответствующую проекцию импульса      внимание число ароматов и цветов, получается 36 кварков и антик-
(рх, ру, pz), причем неопределенности этих величин удовлетворяют      варков.
условиям:             ΔхΔрх ≥ h , ΔуΔр у ≥ h , ΔzΔр z ≥ h , (2.1)           Кварки взаимодействуют друг с другом посредством обмена во-
                                                                      семью глюонами, которые представляют собой безмассовые бозоны
                                                                      со спином 1. Кварк, входящий в состав адрона, испускает глюон, в