Квантавая хромадынаміка: Розніца паміж версіямі

[дагледжаная версія][дагледжаная версія]
Змесціва выдалена Змесціва дададзена
дрНяма тлумачэння праўкі
Радок 7:
З вынаходствам [[пузырковая камера|пузырковай камеры]] і [[іскравая камера|іскравой камеры]] ў 1950-х гадах, эксперыментальная фізіка элементарных часціц выявіла вялікую колькасць часціц, якая з часам толькі расла. Іх назвалі [[адрон]]амі. Стала ясна, што ўсе яны не могуць быць элементарнымі. Часціцы былі класіфікаваны па [[Электрычны зарад|электрычнаму зараду]] і [[ізаспін]]у; затым (у [[1953]] годзе) [[Мюрэй Гел-Ман|Мюрэем Гел-Манам]] і [[Кадзухіка Нісідзіма]]й — па [[дзіўнасць|дзіўнасці]]. Для лепшага разумення агульных заканамернасцей адроны былі аб’яднаны ў групы і па іншых падобных уласцівасцях: [[маса]]х, [[час жыцця квантавамеханічнай сістэмы|часе жыцця]] і іншых. У 1963 Гел-Ман і, незалежна ад яго, [[Джордж Цвейг]] выказалі здагадку, што структуру гэтых груп (фактычна, [[SU(3)]]-мультыплетаў) можна растлумачыць існаваннем больш элементарных структурных элементаў унутры адронаў. Гэтыя часціцы былі названыя [[кварк]]амі. Уся разнастайнасць вядомых на той момант адронаў магла быць пабудавана ўсяго з трох кваркаў: [[u-кварк|u]], [[d-кварк|d]] і [[s-кварк|s]]. Пасля былі знойдзены яшчэ тры больш масіўныя кваркі. Кожны з гэтых кваркаў з’яўляецца носьбітам пэўнага квантавага ліку, названага яго [[водар (фізіка)|водарам]].
 
Аднак, у падобным апісанні адна часціца, Δ<sup>++</sup>(1232), аказалася надзеленай невытлумачальнымі ўласцівасцямі: у кваркавай мадэлі яна павінна складацца з трох u-кваркаў са спінамі, арыентаванымі ў адным кірунку, прычым арбітальны момант іх адноснага руху роўны нулю. Усе тры кваркі ў такім выпадку павінны знаходзіцца ў адным і тым жа квантавым стане, а паколькі кварк з’яўляецца [[ферміён]]ам, падобная камбінацыя забараняецца [[прынцып Паўлі|прынцыпам выключэння Паўлі]]. У [[1965]] годзе [[Мікалай Мікалаевіч Багалюбаў|М. М. Багалюбаў]], {{нп5|Барыс Уладзіміравіч Струмінскі|Б. У. Струмінскі|ru|Струминский, Борис Владимирович}} і {{нп5|Альберт Нікіфаравіч Таўхелідзэ|А. Н. Таўхелідзэ|ru|Тавхелидзе, Альберт Никифорович}}<ref>N. Bogolubov, B. Struminsky, A. Tavkhelidze. JINR Preprint D-1968, Dubna 1965.</ref>, і таксама {{нп5|Хан Мо Ён||en|Moo-Young Han}} сумесна з [[Ёіціра Намбу]]<ref>M. Y. Han and Y. Nambu, Phys. Rev. 139, B1006 (1965).</ref> і О. Грынберг) незалежна адзін ад аднаго вырашылі гэтую праблему, выказаўшы здагадку, што кварк валодае дадатковымі {{нп5|ступені свабоды (фізіка)|ступенямі свабоды|ru|Степени свободы (физика)}} калібровачнай групы [[SU(3)]], пазней названымі «каляровымі зарадамі». На неабходнасць прыпісаць кваркам дадатковы лік было паказана Б. В. Струмінскім ўу прэпрынце ад 7 студзеня 1965<ref>Б. В. Струминский, Магнитные моменты барионов в модели кварков. ОИЯИ-Препринт P-1939, 1965.</ref><ref>F. Tkachov, [http://arxiv.org/abs/0904.0343 A contribution to the history of quarks: Boris Struminsky’s 1965 JINR publication]</ref>. Вынікі працы М. М. Багалюбава, Б. Струмінскага і А. Н. Таўхелідзэ былі прадстаўлены ў траўні 1965 года на міжнароднай канферэнцыі па тэарэтычнай фізіцы ў [[Трыест|Трыесце]]<ref>A. Tavkhelidze. Proc. Seminar on High Energy Physics and Elementary Particles, Trieste, 1965, Vienna IAEA, 1965, p. 763.
</ref>. Еіціра Намбу прадставіў свае вынікі восенню 1965 на канферэнцыі ў ЗША<ref>[http://www.inr.ru/tavkhelidze/cvet.html К вопросу об открытии квантового числа «ЦВЕТ»] на сайце ІЯІ РАН.</ref><ref>[http://www.inr.ru/tavkhelidze/index.html Квантовое число цвет и цветные кварки.]</ref>. Хан і Намбу адзначылі, што кварк узаемадзейнічае праз актэт {{нп5|вектарны базон|вектарных|ru|Векторный бозон}} [[калібровачны базон|калібровачных базонаў]], названых [[глюон]]амі ({{lang-en|glue}} «клей»).
 
Паколькі свабодных кваркаў не было выяўлена, лічылася, што кваркі былі ўсяго толькі зручнымі матэматычнымі канструкцыямі, а не рэальныя часціцамі. Эксперыменты па глыбока няпругкім рассейванні электронаў на пратонах і звязаных нейтронах паказалі, што ў вобласці вялікіх энергій рассейванне адбываецца на нейкіх элементах ўнутранайунутранай структуры, якія маюць значна меншыя памеры, чым памер [[нуклон]]аў: [[Рычард Фейнман]] назваў гэтыя элементы [[партон (часціца)|«партонамі»]] (ад {{lang-en|part}} — частка; таму што яны з’яўляюцца часткамі [[адрон]]аў). Вынікі былі канчаткова правераны ў эксперыментах у SLAC ўу 1969 годзе. Далейшыя даследаванні паказалі, што партоны трэба атоесніць з кваркамі, а таксама з глюонамі.
 
Хоць вынікі вывучэння [[Моцнае ўзаемадзеянне|моцнага ўзаемадзеяння]] застаюцца нешматлікімі, адкрыццё {{нп5|асімптатычная свабода|асімптатычнай свабоды|ru|Асимптотическая свобода}} [[Дэвід Джонатан Грос|Дэвідам Гросам]], [[Х’ю Дэвід Політцэр|Дэвідам Поліцерам]] і [[Фрэнк Вільчэк|Фрэнкам Вільчэкам]] дазволіла зрабіць мноства дакладных прадказанняў у [[Фізіка высокіх энергій|фізіцы высокіх энергій]], выкарыстоўваючы метады тэорыі ўзбурэнняў. Сведчанне існавання глюонаў было знойдзена ў {{нп5|струмень (фізіка элементарных часціц)|трохструменных|ru|Струя (физика элементарных частиц)}} падзеях у PETRA ў [[1979]] годзе. Гэтыя эксперыменты станавіліся ўсё больш дакладнымі, дасягаючы найвышэйшага пункта ў праверцы {{нп5|пертурбатыўная квантавая хромадынаміка|пертурбатыўнай КХД|en|Perturbative quantum chromodynamics}} на ўзроўні некалькіх працэнтаў у LEP ўу [[ЦЕРН|CERN]].
 
Іншы бок асімптатычнай свабоды — {{нп5|канфайнмент||ru|конфайнмент}}. Паколькі сіла ўзаемадзеяння паміж каляровымі зарадамі не змяншаецца з адлегласцю, мяркуецца, што кваркі і глюоны ніколі не могуць быць вызваленыя з адрона. Гэты аспект тэорыі пацверджаны разлікамі {{нп5|рашотачная квантавая хромадынаміка|рашотачнай КХД|en|Lattice QCD}}, але матэматычна не даказаны. {{нп5|Тэорыя Янга — Мілса|Пошук гэтага доказу|ru|Теория Янга — Миллса}} — адна з сямі {{нп5|задачы тысячагоддзя|«задач тысячагоддзя»|ru|Задачи тысячелетия}}, абвешчаных {{нп5|Матэматычны інстытут Клэя|Матэматычным інстытутам Клэя|ru|Математический институт Клэя}}. Іншыя перспектывы непертурбатыўнай КХД — даследаванне фаз {{нп5|кваркавая матэрыя|кваркавай матэрыі|en|QCD matter}}, уключаючы [[Кварк-глюонная плазма|кварк-глюонную плазму]].
Радок 20:
=== КХД простымі словамі ===
 
Квантавая хромадынаміка грунтуецца на пастулаце: кожны кварк валодае новым унутраным квантавым лікам, умоўна званым каляровым зарадам, ці проста колерам. Тэрмін «колер» не мае ніякага дачынення да аптычных колераў і ўведзены выключна ў мэтах папулярызацыі. Справа ў тым, што інварыянтная ў каляровай прасторы камбінацыя ёсць сума трох розных колераў. Гэта нагадвае тое, што сума трох асноўных аптычных колераў — чырвонага, зялёнага і сіняга — дае белы колер, г. зн. бясколерны стан. Іменна ў гэтым сэнсе базісныя вектары ў каляровай прасторы часта называюць не першы, другі, трэці, а «чырвоны» (к), «зялёны» (з) і «сіні» (с). Антыкваркам адпавядаюць анты-колеры (ак, аз, ас), прычым камбінацыя «колер-антыколер» таксама бясколерная. Глюоны ж у каляровай прасторы ёсць камбінацыі «колер-антыколер», прычым такія камбінацыі, якія не з’яўляюцца інварыянтнымі адносна кручэнняў ўу каляровай прасторы. Такіх незалежных камбінацый аказваецца восем, і выглядаюць яны наступным чынам:
<center>к-аз, к-ас, з-ак, з-ас, с-ак, с-аз, (к-ак − з-аз)/<math>\sqrt{2}</math>, (к-ак + з-аз − 2с-ас)/<math>\sqrt{6}.</math></center>
 
Радок 55:
=== Высокія энергіі ===
 
КХД ўжоужо даволі даўно з поспехам прымяняецца ў сітуацыях, калі кваркі і глюоны з’яўляюцца адэкватным выбарам ступеней свабоды (пры адронных сутыкненнях высокіх энергій), асабліва, калі перадача імпульсу ад адной часціцы да іншай таксама вялікая ў параўнанні з тыповым адронным энергетычным маштабам (парадку 1 ГэВ).
 
=== Нізкія энергіі ===