1194639556

588

w silnych oddziaływaniach poza fotonem (cząstką występującą a\ świetle i innych promieniowaniach elektromagnetycznych) i czterema cząstkami zwanymi leptonami: elektronem, mionem (cząstką /u) i dwoma rodzajami neutrina.

limą uderzającą cechą cząstek silnie oddziaływających jest to, że żadna z nich nie ma malej masy spoczynkowej. Masa spoczynkowa to masa, którą posiada cząstka w spoczynku: jest to najmniejsza masa, jaką może mieć cząstka. Częściej wyraża się ją obecnie w równoważnych jednostkach energii, a nie, jak czyniono dawniej, av jednostkach masy elektronu. Najlżejszą cząstką silnie oddziaływającą jest pion (mezon ji), który ma masę równoważną energii około 137 milionów elektronowoltów (MeY). Natomiast masa elektronu wynosi około 0,5 MeV, zaś masy fotonu i neutrin są uważane za równe zeru.

Trzecia uwaga ogólna: ostatni zalew nowych cząstek dotyczy niemal wj -łącznie cząstek silnie oddziaływających. Choć zalew ten był niespodzianką dla fizyków, to jednak sytuacja w zwykłych jądrach atomowych była podobna. Wiemy dobrze, że wszystkie złożone jądra, od deuteru (ciężki wodór) aż do jądra najcięższego pierwiastka, mogą istnieć na różnych poziomach energetycznych, wśród których wyróżniamy stan „podstawowy¹⁴ i szereg stanów wzbudzonych. Te poziomy, obserwowane w różny sposób, w^rskazują na różne energie wiązania między składnikami jąder — nukleonami .neutronami i protonami). Energia wiązania jest oczywiście wyrazem sity oddziaływań jądrowych.

Teraz staje się jasne, że siła jądrowa może w podobny sposób doprowadzić do powstania licznych stanów wśród tych cząstek silnie oddziaływających, które czasem zwane są elementarnymi. Niższe stany są „związane⁴⁴ czyli trwale. Stany wyższe są tylko częściowo związane czyli nietrwałe i rozpadają się w drobnym ułamku sekundy. Na skutek tego wszystkie cząstki silnie oddziaływające posiadają widmo poziomów energetycznych bez wyraźnej górnej granicy.

Ponieważ leptony nie biorą udziału w silnych oddziaływaniach, nie wydaje się dziwnie, że ich widmo stanów- które zaczyna się od pozbawionego masy fotonu i neutrina a kończy nagle na mionie o masie 10G MeV, nie jest podobne do żadnego widma dynamicznego. W ostatnich latach fizycy dowiedzieli się wiele o prostocie i regularności własności leptonów, lecz nie dowiedzieli się niczego o tym, dlaczego te cząstki istnieją.

Dalszą część rozpoczniemy rozważaniem miejsca silnych oddziaływań w hierarchii czterech sił, które opisują, jak się wydaje, wszystkie zjawiska we wszechśwleeie fizycznym. Następnie przedstawimy nową nomenklaturę, która zalicza każdą z cząstek do jednej z kilku rodzin, z których każda z kolei jest scharakteryzowana odrębnymi własnościami. Jedna grupa tych rodzin obejmuje bariony, do których należą w zasadzie cząstki najcięższe. Druga grupa to mezony. Najwcześniej odkryci członkowie tej grupy to cząstki lżejsze od barionów. Now^y system nazywania będzie wymagałkrótkiego przeglądu siedmiu liczb kwantowych, czyli wielkości fizycznych, klóre są zachowywane w silnych oddziaływaniami.

Następnie opiszemy, w jaki sposób te wielkości są zachowywano przj rozpadzie cząstek w różnych „kanałach⁴⁴ przedstawiających różne sposoby roz-