ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2021
Просмотров: 1338
Скачиваний: 1
Проблема
Проблема
цвета
цвета
(
)
uuu
++
Δ
Δ
++
m(
) =1232
МэВ
3
3
,
2
2
P
J
I
+
=
=
(
)
ddd
Δ
-
Δ
-
m( ) =1232
МэВ
Ω
-
m(
) =1672
МэВ
(
)
sss
Ω
--
3
3
,
2
2
P
J
I
+
=
=
3
3
,
2
2
P
J
I
+
=
=
Без
введения
квантового
числа
«
цвет
»,
принимающего
три
значения
,
кварковая
структура
++
Δ
,
−
Δ
,
−
Ω
противоречит
принципу
Паули
.
++
Δ
,
−
Δ
,
−
Ω
состоят
из
трех
тождественных
кварков
:
+
+
Δ −
(uuu),
−
Δ
−
(ddd),
−
Ω
−
(sss).
У
всех
частиц
P
J
=
3/2
+
.
Орбитальный
момент
относительного
движения
кварков
равен
нулю
.
Кварки
являются
фермионами
и
имеют
спин
J
=
1/2.
Для
них
возможны
только
две
проекции
спина
на
выделенное
направление
:
+
1/2
и
−
1/2.
Для
того
чтобы
образовалось
состояние
3/2
+
,
все
три
кварка
должны
иметь
одинаковые
проекции
спинов
.
В
каждом
барионе
три
тождественных
кварка
имеют
одинаковые
квантовые
числа
.
В
то
же
время
согласно
принципу
Паули
тождественные
фермионы
не
могут
иметь
одинаковые
квантовые
числа
.
Чтобы
выполнялся
принцип
Паули
,
необходимо
ввести
для
кварков
ещё
одно
квантовое
число
– «
цвет
».
Чтобы
восстановить
принцип
Паули
, «
цвет
»
должен
принимать
три
разных
значения
.
−
Ω
состоит
из
одного
красного
s-
кварка
,
одного
зеленого
s-
кварка
и
одного
синего
s-
кварка
.
Составляющие
−
Ω
-
частицу
s-
кварки
находятся
в
разных
цветовых
состояниях
в
полном
соответствии
с
принципом
Паули
.
Проблема
Проблема
цвета
цвета
(
)
sss
−
Ω
3
3
,
2
2
P
J
I
+
=
=
Цвет
Цвет
С
введением
цвета
+
+
Δ
-
резонанс
,
можно
представить
как
комбинацию
трех
u
-
кварков
в
разных
цветовых
состояниях
:
+
+
Δ
=
u
к
u
з
u
с
.
Однако
,
ограничиться
только
трехзначностью
цвета
кварков
было
нельзя
.
Остаётся
ещё
одна
проблема
.
Если
u
к
u
з
u
с
−
это
единственный
вариант
+
+
Δ
-
резонанса
,
то
для
протона
можно
предложить
несколько
вариантов
,
не
нарушая
принципа
Паули
:
u
к
u
з
d
с
,
u
к
u
з
d
з
,
u
с
u
к
d
к
и
т
.
д
.
Но
в
природе
существует
только
одно
протонное
состояние
и
введение
нового
квантового
числа
«
цвет
»
не
должно
увеличивать
число
наблюдаемых
состояний
.
Выходом
из
этой
ситуации
явилось
принятие
постулата
о
бесцветности
наблюдаемых
квантовых
состояний
адронов
.
Бесцветность
адронов
означает
,
что
кварки
разного
цвета
представлены
с
равными
весами
.
О
таких
бесцветных
состояниях
говорят
как
о
цветовых
синглетах
.
Они
инвариантны
относительно
преобразований
в
трехмерном
цветовом
пространстве
.
Если
цветовой
индекс
кварка
принимает
три
значения
α
=
1, 2, 3,
преобразования
имеют
вид
3
1
q
u q
α
αβ β
β
=
=
∑
при
условии
ортонормированности
цветовых
состояний
3
1
u u
βγ
αβ αγ
α
δ
∗
=
=
∑
,
(
∗
)
означает
комплексное
сопряжение
В
отличие
от
цветных
кварков
,
адроны
−
всегда
бесцветны
.
Цвет
Цвет
Поскольку
адроны
бесцветны
,
то
в
них
цветные
кварки
должны
быть
скомпанованы
в
бесцветные
состояния
.
Так
как
существуют
адроны
двух
типов
−
мезоны
и
барионы
,
то
возникает
два
варианта
«
бесцветной
компановки
».
В
первом
(
мезоны
)
цвет
кварка
α
компенсируется
цветом
антикварка
α
,
т
.
е
.
ароматово
-
цветовая
структура
для
всех
мезонов
выглядит
следующим
образом
Мезон
≡
(
)
3
1
1
3
i
k
q
q
α α
α
=
∑
.
Вторая
бесцветная
комбинация
(
барионы
)
получается
в
результате
полностью
антисимметричной
смеси
цветов
.
Для
всех
барионов
реализуется
ароматово
-
цветовой
волновой
функцией
вида
Барион
≡
(
)
3
, , 1
1
6
i
k l
q
q
q
β γ
α
αβγ
α β γ
ε
=
⋅
∑
,
где
каждый
из
цветовых
индексов
α
,
β
,
γ
принимает
значения
1, 2, 3,
а
αβγ
ε
−
полностью
антисимметричный
тензор
:
123
231
312
213
132
321
1,
1.
ε
ε
ε
ε
ε
ε
=
=
=
=
=
= −
Числа
3
1
и
6
1
−
нормировочные
множители
.
Цвет
Цвет
Цвет
кварков
–
это
условное
название
внутренней
степени
свободы
каждого
из
шести
кварков
,
принимающей
три
значения
,
и
выполняющей
роль
заряда
сильного
взаимодействия
.
Обычно
используют
три
цвета
–
красный
(
к
),
зеленый
(
з
)
и
синий
(
с
).
Существование
цвета
означает
,
что
кварков
не
шесть
(
u
,
d
,
s
,
c
,
b
,
t
),
а
восемнадцать
−
кварки
каждого
аромата
утраиваются
:
, ,
, ,
, ,
u
u
c
t
c
u
c
t
c
t
t
u
→
→
→
, ,
, ,
, ,
d
d
s
b
s
d
s
b
s
b
b
d
→
→
→
Цвет
является
аддитивным
сохраняющимся
квантовым
числом
.
Антикварки
(
t
b
c
s
d
u
,
,
,
,
,
)
характеризуются
антицветом
с
з
к
,
,
.
Антикварки
бывют
антикрасными
,
антисиними
и
антизелёными
.
Антикварков
с
учётом
антицвета
тоже
восемнадцать
:
, ,
, ,
, ,
u
u
c
t
c
u
c
t
c
t
t
u
→
→
→
, ,
, ,
, ,
d
d
s
b
s
d
s
b
s
b
b
d
→
→
→