Классификация элементарных частиц. Кварки. Все многообразие элементарных частиц, известных к настоящему времени, сводится к более или менее стройной системе классификации

Все многообразие элементарных частиц, известных к настоящему времени, сводится к более или менее стройной системе классификации, в которой приводятся их основные характеристики, характеристики же античастиц не приводятся, поскольку модули зарядов и странности, массы, спины, изотопические спины в жизни частиц и их античастиц одинаковы и различаются лишь знаками зарядов, а также знаками других величин, характеризующих их электрические (а следовательно, и магнитные) свойства.

В последние годы увеличение числа элементарных частиц происходит в основном за счет расширения группы адронов. Поэтому развитие работ по их классификации все время сопровождалось поисками новых, более фундаментальных частиц, которые могли бы служить базисом для построения всех адронов. Гипотеза о существовании таких частиц, названных кварками, была высказана независимо друг от друга (1964 г.) австралийским физиком Дж. Цвейгом (1937 г.) и Гелл-Манном.

Согласно модели Гелл-Манна-Цвейга, все известные в то время адроны можно было построить, постулировав существование трех типов кварков (u, d, s) и соответствующих антикварков . Самое удивительное свойство кварков связано с их электрическим зарядом, поскольку еще никто не находил частицы с дробным значением элементарного электрического заряда. Спин кварка равен 1/2.

Во избежание трудностей со статистикой (некоторые барионы, например W ^- - гиперон, состоят из трех одинаковых кварков (sss), что запрещено принципом Паули) на данном этапе предполагают, что каждый кварк (антикварк) обладает специфической квантовой характеристикой - цветом: “желтым”, “синим” и “красным”. Тогда, если кварки имеют неодинаковую “окраску”, принцип Паули не нарушается.

Кварковая модель оказалась весьма плодотворной, она позволила определить все основные квантовые числа андронов. Кроме того, позволила предсказать также и новые частицы, например, W^- - гиперон. Однако при использовании этой модели возникают и трудности. Кварковая модель не позволяет, например, определить массу адронов, поскольку для этого необходимо знание динамики взаимодействия кварков и их масс, которые пока не известны.

Является ли схема из шести лептонов и шести кварков окончательной или же число лептонов (кварков) будет расти, покажут дальнейшие исследования.

[AK1]