Мир элементарных частиц

      В современной физике все элементарные частицы, на основе некоторых весьма общих соображений, делятся на три основных класса. Первый класс включает в себя фотон – порция электромагнитного излучения, второй – электрон и нейтрино, третий класс – класс адронов, самый многочисленный, их известно  сейчас несколько сотен. К нему относятся сильно взаимодействующие частицы, в частности, протон, нейтрон и мезоны – частицы с массой, промежуточными между массами электрона и протона. Значительная часть адронов – нестабильные частицы с временем жизни от 10 в -8 степени до 10 в – 23 степени секунд. Особо короткоживущие адроны получили название резонансов.

        На основе идеи релятивистских струн развилась современная адронная физика, то есть физика частиц, принимающих участие в сильных взаимодействиях. К числу таких частиц относятся протоны, нейтроны и более тяжёлые частицы гипероны (все эти частицы называются барионами), а также мезоны с достаточно большими массами. Все адроны, согласно современным представлениям, построены из кварков. Кроме адронов и более легких частиц лептонов существуют ещё и частицы-переносчики физических взаимодействий. Переносчиками электромагнитного взаимодействия служат фотоны, сильного (ядерного) – глюоны ,  слабого (с участием нейтрино) – бозоны.

       М.Гелл-Манн и Г.Цвейг на основе некоторых теоретических соображений выдвинули идею об особых фундаментальных частицах – кварках с дробными электрическими зарядами. Согласно этому предположению, существуют три кварка и три соответствующих им антикварка, из которых могут быть построены протоны, нейтроны, гипероны, мезоны и некоторые другие элементарные частицы.

    Открытие пси-частиц не только подтвердило, что кварки вполне реальные частицы, но и показало, что их должно существовать не три, а четыре. Кроме того, мы теперь знаем,  что каждый из этих кварков может быть трёх цветов, или  «ароматов», - красным, белым или жёлтым. Этим не совсем обычным термином физики условились обозначать некое подобие заряда, с помощью которого  они взаимодействуют друг с другом. Теоретики пришли к выводу, что четвёртый кварк должен характеризоваться особым, так называемым квантовым числом, получившим название «очарование» или «чарма»

    В ноябре 1974 года американскими физиками С.Тингом и Б.Рихтером была открыта частица – джей-пси-мезон.  Эта частица представляла собой своеобразную атомоподобную систему, которая состоит как раз из четвёртого кварка и его антикварка. Кроме неё обнаружены и некоторые другие пси-частицы той же природы.

    Почему же не удаётся обнаружить кварки в чистом виде? Возможно, что в природе   вообще существуют частицы (в том числе и кварки), которые в принципе невозможно оторвать друг от друга и выделить в чистом виде. Существует предположение, что силы, связывающие два кварка, имеют не электромагнитную, какую-то иную природу. Не исключено, что по своему характеру они напоминают бесконечно узкую, упругую, как бы «резиновую» трубку. Такая упруга трубчатая связь не позволяет оторвать один кварк от другого – «растягиваясь» при внешнем воздействии, она затем сокращается и возвращает кварк на место.

Источник информации книга В.Н. Комарова «Тайны пространства и времени»