"Не существует совершенной красоты,
которая не содержала бы в себе некоторую
долю странности".
                                                        Ф. Бэкон

Рис. 1. Образование пары Λ-Λ при столкновении p- в пузырьковой камере

    В течение 10 лет, последовавших за открытием пиона в 1947 году, в результате изучения космических лучей и экспериментов на вновь построенных ускорителях высоких энергий таблица элементарных частиц начала быстро пополняться новыми элементарными частицами. За это время их было открыто свыше 30. Первыми из открытых частиц были K-мезоны или каоны, частицы с массой ~500 МэВ. Затем были обнаружены тяжелые частицы Λ и Σ. Была обнаружена странная особенность вновь открытых частиц - они рождались парами, хотя не были частицей и античастицей. Здесь была другая закономерность. Так, например, при столкновении двух протонов возможна реакция

p + p → p + Λ + K⁺,

в которой рождаются две странные частицы Λ-частица и K⁺-мезон. Образовавшиеся "странные" частицы затем распадаются на лептоны, нуклоны и пионы

Рис.2. Кварковая диаграмма рождения Λ-гиперона и K+-мезона

Рис. 3. Кварковая диаграмма слабого распада Λ-гиперона

Рис. 4. Кварковая диаграмма слабого распада K+-мезона

       Среди вновь открытых странных частиц оказались частицы, имеющие массу покоя больше массы покоя нуклона. Эти частицы были названы гиперонами. К ним относятся Λ, Σ⁰, Σ⁺, Σ⁻, Ξ⁰, Ξ⁻, Ω⁻.
На рис.2-4 показаны кварковые диаграмма рождения и распада странных частиц.
    Вторая особенность поведения странных частиц − большое время жизни. В результате распада Λ образуются сильно взаимодействующие частицы p и π⁻ или n и π⁰. Поэтому казалось, что время жизни странных частиц должно быть ~10^-22-10^-23 сек. На самом деле их время жизни ~10^-10 с, характерно для слабого взаимодействия. Для того, чтобы объяснить такое поведение странных частиц М. Гелл-Манн и К. Нишиджима высказали предположение, что странная частица является носителем еще одного нового квантового числа, которое было названо странностью s. Квантовое число s может  принимать значения -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 и определяется кварковым составом адронов, 
s(K⁺,K⁰) = +1,
s(Λ, Σ⁺, Σ⁻, Σ⁰, K⁻,K⁰) = - 1,
s(Ξ⁻, Ξ⁰) = -2, s(Ω⁻) = -3.
     Образование и распад странных частиц управляются законом сохранения странности.

    Это позволило сразу объяснить и парное рождение странных частиц в реакции сильного взаимодействия и большое время жизни в результате распада, происходящего за счет слабого взаимодействия. Странные частицы рождаются парами в основном в результате сильного взаимодействия, а распадаются поодиночке в результате слабого взаимодействия.

Рис. 5. При взаимодействии π−-мезона с протоном в пузырьковой камере  образуются две нейтральные странные частицы Λ и K0. π− + p → Λ + K0. Они распадаются в результате слабого взаимодействия Λ → p + π−, K0 → π+ + − + μ. Образующийся отрицательный мюон в свою очередь также в результате слабого взаимодействия распадается μ− → e− + e + νμ. Траектории заряженных частиц искривляются под действием приложенного магнитного поля. Особенно это отчетливо видно у электрона, радиус кривизны траектории которого уменьшается по мере того как он теряет энергию. Нейтральные частицы, которые не оставляют следов в пузырьковой камере показаны штриховыми линиями.

см. также Сигма-гипероны, Каскадные гипероны, Омега-минус-гиперон.

Последнее обновление 29.09.15