《理学夸克模型》ppt课件

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1、强子结构的夸克模型强子态的产生强子谱和强子结构的夸克模型重子的味多重态介子的SU（3）多重态强子的质量重味夸克的发现和重夸克偶素含有重味夸克的强子1强子结构的夸克模型强子有内部结构的实验证据质子和中子都有反常磁矩e/p弹性散射给出核子的电磁形状因子，并给出核子的尺度~0.8fme/p深度非弹性散射表明核子由一些类点的颗粒组成2强子结构的夸克模型§7.1强子态的产生粒子和粒子的碰撞来产生新的强子态形成实验:生成实验:3强子结构的夸克模型7.1.1重子共振态的形成介子和核子发生碰撞散射:π:I=1,N:I=1/2I=1/2N*或I=3/2Δ对π的轨道角动量的不同(不同分

2、波)和能量的不同，可以形成不同自旋和不同质量的共振态（初态粒子的量子态有严格的限制）4强子结构的夸克模型Δ(1232)当(π,N)的不变质量为M(π,N)=1232MeV时，形成截面达到极大,具有峰的结构.它可以由(π+,p),(π+,n),(π-,p),(π-,n)来形成，即其电荷态包括h++,h+,h0,h-，是电荷的四重态，I3=3/2,1/2,-1/2,-3/2，说明该重子共振态为I=3/2的四重态，称为Δ(1232)N(1440)M(π,N)=1440MeV时,I=1/2的同位旋两重态,即:N(1440)只能通过初态来形成通过对共振态衰变末态的角分布的研究，可以

3、推断构成共振态的介子相对于核子的轨道角动量以及共振态的总角动量对于J=3/2,l=1,宇称记Δ(1232)为P335强子结构的夸克模型Δ共振态与核子共振态L6强子结构的夸克模型2(K,N)散射I=0Λ共振态;I=1Σ共振态7强子结构的夸克模型7.1.2矢量介子的产生和形成新的强子态，不管它们的量子数是怎样的取值，都有可能通生成实验来产生:1974年，丁肇中领导的研究小组，利用28GeV的质子打Be靶，试图寻找未知的新的矢量介子，发现了J/Ψ粒子1977年,FermiLab400GeVP打Be,通过末态μ+μ-对,发现了更重的矢量介子γ(~10GeV)1984年,450Ge

4、V质子-反质子对撞,M(e+,e-)~90GeV,发现Z0(W)中间玻色子8强子结构的夸克模型7.1.3通过强子—强子碰撞产生各种新的强子态通过对末态产物的分析，如对泡室径迹的重建确定奇异重子的产生以及它们的质量，并根据守恒定律确定它们的守恒量子数;由衰变顶点(次级顶点)相对于产生点(原初顶点)的分布，确定新的强子态的寿命;通过对强子态的衰变产物的(运动学)重建来确认新的强子态的存在通过对衰变产物角分布(分波)分析来确定强子态的自旋和宇称9强子结构的夸克模型§7.2强子谱和强子结构的夸克模型7.2.1强子谱，强子在Y-I3二维图上的分布的规律性a.重子谱10强子结构的夸克

5、模型11强子结构的夸克模型J=3/2+和J=1/2+重子在Y-I3图上的排列12强子结构的夸克模型b.介子谱13强子结构的夸克模型14强子结构的夸克模型7.2.2强子结构的夸克模型强作用过程，同位旋守恒，即在同位旋空间转动具有不变性。所有强子系统的同位旋态都可以用同位旋空间中的两个最基本的基矢来构造：各种核素的同位旋自由度，可以用质子和中子来构成。p=n=群论中称为SU(2)对称性对含奇异数的强子,定义超荷Y=B+S,基本表示必须扩大为三个基矢的空间，对称性由SU(2)扩展为基矢:超荷UY（1）、同位旋SU（2）是表征强子的基本的自由度15强子结构的夸克模型具有高维表示的

6、强子可以用u,s,d三个基矢③或者其共轭基矢来构造16强子结构的夸克模型1961年,强子的结构模型,三个基矢成为三种不同“味”的夸克a.Gell-Mann:Quarkb.Zweig:Ace赋予夸克的重子数B=1/3,Gell-Mann-Nishijima关系夸克电荷(1/3)e整数倍17强子结构的夸克模型重子(B=1)和介子(B=0)的组合方式重子的最简单的组成应是由三个味道的夸克来组合,按SU(3)群的构造，可以有下面的组合方式：即:一个十维的不可约表示(味的SU(3)的10重态)，两个8维表示(味的SU(3)的8重态)和一个味SU(3)的单态。介子的最简单的组成是由一

7、个夸克和另一个反夸克组合:即:一个味的SU(3)介子八重态和一个味的SU(3)介子单态18强子结构的夸克模型味SU(3)对称群的每个不可约表示(多重态)的成员和相应的一组粒子对应人们观察到的强子按味SU(3)群的不可约表示(多重态)分类；每一个强子对应某一不可约表示(多重态)的一个分量，具有相应的量子数I,I3和超荷Y或S；同一不可约表示(多重态)的粒子具有相似的性质。例如强相互作用的守恒量子数—自旋和宇称Jp相同。味SU(3)对称性的扩展，把具有不同同位旋多重态，不同超荷但具有相同的Jp的强子放在同一不可约表示中，即与SU(