Рис. 1. Зависимость полных сечений реакций πp от кинетической энергии пиона

    В начале 60-х годов был открыт класс частиц, которые получили название резонансов.
    Резонансы - коротко живущие возбужденные состояния адронов, распадающиеся в результате сильного взаимодействия. Характерное время жизни резонанса 10^-22 - 10^-24 с. Впервые резонансы наблюдались в сечении взаимодействия π-мезонов с нуклонами
(см. рис. 1). Резонансы стали активно исследовать и открывать в связи с развитием метода водородных пузырьковых камер, в которых стало возможно непосредственно наблюдать продукты распада резонансов.

Рис. 2. Возбужденные состояния нуклона

     Масса резонансной частицы m определяется из релятивистского инварианта

mc² = (E² - c²p²)^1/2,

где E и p - полная энергия и полный импульс π-мезона и нуклона.

     Максимумы в сечении (π-N)- рассеяния интерпретируются как появление нестабильной частицы - резонанса с вполне определенными квантовыми характеристиками - массой, зарядом, спином, изоспином и др.

Рис. 3. Основные каналы распадов -резонансов

    Нуклонные резонансы
Δ(1232) имеют спин, четность J^P = 3/2⁺, изоспин I = 3/2. Δ⁺ и Δ⁰ можно рассматривать как возбужденные состояния протона и нейтрона соответственно. По сравнению с нуклонами, у которых два одинаковых кварка имеют параллельные спины, а третий кварк имеет антипараллельный спин, у этих резонансов спины всех кварков параллельны, что дает спин 3/2. У нуклонных резонансов N(1440)  J^P = 1/2⁺, изоспин I = 1/2. Низкорасположенные нуклонные резонансы в основном распадаются по каналу (n или p) + π. Время жизни резонанса τ определяется из ширины его распада Г, используя соотношение неопределенности Гτ ~ ħ. Резонансы наблюдаются и во взаимодействии π-мезонов с другими адронами.
    В таблице приведены основные характеристики Δ(1232) и N(1440) резонансов

    Частицы ρ⁰, ω⁰, φ⁰ являются мезонными резонансами, которые обладают квантовыми числами фотона (J^P = 1^-), поэтому их можно интерпретировать как проявление процессов, показанных на рис. 4, 5, 6. Эти мезонные резонансы можно наблюдать на e⁺e⁻ -коллайдерах.

Рис. 4.

Масса ρ⁰-мезона 770 МэВ. Ширина распада Г = 151 МэВ.

Рис. 5.

Масса ω⁰-мезона 782 МэВ. Ширина распада Г = 8.4 МэВ.

Рис. 6.

Масса φ⁰-мезона 1020 МэВ. Ширина распада Г = 4.4 МэВ.

Последние изменения 16.11.15