Адрон

Адро́ны (от др.-греч. ἁδρός «сильный», «толстый», «крепкий», «тучный») — класс составных частиц, подверженных сильному взаимодействию. Термин предложен советским физиком Л. Б. Окунем в 1962 году, при переходе от модели Сакаты сильно взаимодействующих частиц к кварковой теории. Для элементарных частиц, не участвующих в сильных взаимодействиях, Л. Б. Окунь тогда же предложил название аденоны.

Адроны обладают сохраняющимися в процессах сильного взаимодействия квантовыми числами: странностью, очарованием, прелестью и др.

Адронизация — процесс формирования адронов из цветных объектов: кварков и глюонов.

Адроны делятся на две основные группы в соответствии с их кварковым составом:

• Барионы — состоят из трёх кварков трёх цветов, образуя так называемую бесцветную комбинацию. Именно из барионов построена подавляющая часть наблюдаемого нами вещества — это нуклоны, составляющие ядро атома и представленные протоном и нейтроном. К барионам относятся также многочисленные гипероны — более тяжёлые и нестабильные частицы, получаемые на ускорителях элементарных частиц.
• Мезоны — состоят из одного кварка и одного антикварка. К мезонам относятся пионы ($\pi$-мезоны) и каоны ($K$-мезоны) и многие более тяжёлые мезоны.

Краткий обзор различных семейств элементарных и составных частиц и теории, описывающие их взаимодействия. Элементарные частицы слева — фермионы, справа — бозоны. (Термины — гиперссылки на статьи Википедии)

В последнее время были обнаружены так называемые экзотические адроны, которые также являются сильновзаимодействующими частицами, но которые не укладываются в рамки кварк-антикварковой или трёхкварковой классификации адронов. Некоторые адроны пока только подозреваются в экзотичности. Экзотические адроны делятся на:

• экзотические барионы, в частности пентакварки, минимальный кварковый состав которых — 4 кварка и 1 антикварк.
• экзотические мезоны — в частности адронные молекулы, глюболы и гибридные мезоны.

Изучение свойств адронов является одной из задач, стоящих перед Большим адронным коллайдером.

Среди каналов распада адронов принято выделять адронные распады, лептонные распады, полулептонные распады, радиационные распады.

Барионы

Комбинация трёх u, d или s-кварков с общим спином 3/2 формирует так называемый барионный декуплет.

См. более подробный список барионов.

Обычные барионы содержат каждый три валентных кварка или три валентных антикварка.

• Нуклоны — фермионные составляющие обычного атомного ядра:
  • протоны;
  • нейтроны.
• Гипероны, такие, как Λ-, Σ-, Ξ- и Ω-частицы, содержат один или больше s-кварков, быстро распадаются и тяжелее нуклонов. Хотя обычно в атомном ядре гиперонов нет (в нём содержится лишь примесь виртуальных гиперонов), существуют связанные системы одного или более гиперонов с нуклонами, называемые гиперядрами.
• Также были обнаружены очарованные и прелестные барионы.
• Пентакварки состоят из пяти валентных кварков (точнее, четырёх кварков и одного антикварка).

Недавно (2018) были найдены признаки существования экзотических барионов, содержащих пять валентных кварков; однако были сообщения и об отрицательных результатах. Вопрос их существования остаётся открытым.

См. также дибарионы.

Мезоны (бозоны)

Мезоны с нулевым спином формируют нонет.

См. более подробный список мезонов.

Обычные мезоны содержат валентный кварк и валентный антикварк. В их число входят пион, каон, J/ψ-мезон и многие другие типы мезонов. В моделях ядерных сил взаимодействие между нуклонами переносится мезонами.

Могут существовать также экзотические мезоны (их существование всё ещё под вопросом):

• Тетракварки состоят из двух валентных кварков и двух валентных антикварков.
• Глюболы — связанные состояния глюонов без валентных кварков.
• Гибриды состоят из одной или более кварк-антикварковых пар и одного или более реальных глюонов.

Мезоны с нулевым спином формируют нонет.

История

Ещё в 1940-е годы стало ясно, что не только нуклоны подвержены сильному взаимодействию.

В начале русскоязычные физики называли класс «гадрон».

См. также

• Классификация элементарных частиц
• Большой адронный коллайдер
• Резонансы

Литература

• Jean Letessier, Johann Rafelski, T. Ericson, P. Y. Landshoff. Hadrons and Quark-Gluon Plasma. — Cambridge University Press, 2002. — 415 p. — ISBN 9780511037276.

Ссылки

• Адроны Архивная копия от 25 сентября 2010 на Wayback Machine в Физической энциклопедии.