Resonancias

Resonancia (resonon [1] ) - estados excitados de corta duración de los hadrones . La mayoría de las partículas conocidas son resonancias.

El tiempo de vida de las resonancias es de 10 −22 -10 −24 s, por lo que no se pueden observar directamente en forma de huellas en los detectores . Se definen como picos en la sección representativa de la producción total de partículas secundarias:

\sigma (E)=\sigma_{0}{\frac {\left({\frac {\Gamma }{2}}\right)^{2}}{(E-E_{0})^{2 }+\izquierda({\frac {\Gamma }{2}}\derecha)^{2}}}

La sección transversal máxima corresponde a resonancia con energía y ancho . El ancho de la resonancia, expresado en unidades de energía, corresponde a su vida media : $\sigma (E_{0})=\sigma _{0}$ $E_{0}$ $\Gama$ $\tau$

\tau ={\frac {\hbar }{\Gamma ))

Las resonancias son similares a los estados excitados de un átomo: cuando un electrón absorbe energía y pasa a otro nivel de energía superior . Estados excitados similares, llamados isómeros , también existen en los núcleos atómicos. Como un electrón en un átomo o un nucleón en un núcleo, los quarks , habiendo recibido una porción suficiente de energía, también pasan a otro nivel de energía. Las partículas ordinarias ( metaestables ) en este caso son los estados fundamentales del sistema de quarks. En consecuencia, las resonancias se pueden describir mediante términos espectrales , donde: $n^{{2S+1}}L_{J}$

$norte$ es el número cuántico principal ,
$S$ - número cuántico de espín (0 o 1 - para mesones, 1 ⁄ 2 o 3 ⁄ 2 - para bariones),
$L$ es el número cuántico orbital ,
$J=|L\pm S|$ es el número cuántico interno (corresponde al giro de la resonancia misma).

A diferencia del campo eléctrico dentro del átomo, cuya teoría es bastante simple, los quarks están en el campo de gluones , cuyo cálculo es bastante difícil. Por lo tanto, es extremadamente difícil predecir de antemano el espectro de excitación de un sistema de quarks, aunque en la mayoría de los casos está bien descrito por la teoría de los polos de Regge [2] . También entre las resonancias, además de los estados puros y , también hay sistemas con quarks adicionales ( tetraquark , pentaquark ) e impurezas gluónicas (pegamento ). En este sentido, cada nueva resonancia sigue siendo una especie de sorpresa para los físicos. $q{\ tilde {q}}$ $qqq$

Nomenclatura de resonancias

Las resonancias se designan como partículas ordinarias, pero su masa en MeV se indica después del símbolo entre paréntesis . Anteriormente, el símbolo de resonancia se complementaba con un asterisco , pero ahora rara vez se usa.

Para mesones neutros, tetraquarks, mesones exóticos y sus resonancias, se adopta la siguiente notación: [3]

$yo$	Composición de quarks	(0, 1…) − +	(0, 1…) + −	(0, 1…) − −	(0, 1…) + +
$yo$	Composición de quarks	J PC
$yo=1$	${\mathrm {u{\tilde {u})))$ y ${\mathrm {d{\tilde {d))))$	$\Pi$	$b$	$\rho$	$a$
	${\mathrm {c{\tilde {c}}}}$	${\ estilo de visualización \ Pi _ {c}}$	$Z_{c}$	$R_{c}$	${\ estilo de visualización W_ {c}}$
	${\mathrm {b{\tilde {b))))$	${\ estilo de visualización \ Pi _ {b}}$	${\ Displaystyle Z_ {b}}$	${\ Displaystyle R_ {b}}$	${\ Displaystyle W_ {b}}$
	${\mathrm {t{\tilde {t}}}}$	${\ estilo de visualización \ Pi _ {t}}$	${\ Displaystyle Z_ {t}}$	$R_{t}$	$W_{t}$
$yo=0$	${\mathrm {u{\tilde {u})))$ , y/o ${\mathrm {d{\tilde {d))))$ ${\mathrm {s{\tilde {s))))$	$\eta,\eta'$	$S.S'$	$\omega, \fi$	$f,f'$
	${\mathrm {c{\tilde {c}}}}$	$\eta_{c}$	$h_{c}$	$J/\psi ,\psi$	$\chi _{c}$
	${\mathrm {b{\tilde {b))))$	$\eta _{b}$	$media pensión}$	$\Upsilon$	$\chi _{b}$
	${\mathrm {t{\tilde {t}}}}$	$\eta _{t}$	$h_{t}$	$\ theta$	$\chi _{t}$

Notas

↑ Teoría de los quarks, 1971 , p. 5.
↑ VV Anísovich. Sistematización de estados quark-antiquark y mesones exóticos // Uspekhi fizicheskikh nauk : zhurnal. - 2004. - enero ( vol. 174 , núm. 1 ). — págs. 49–72 . - doi : 10.3367/UFNr.0174.200401d.0049 . (Ruso)
↑ Esquema de nombres para hadrones . Consultado el 24 de febrero de 2021. Archivado desde el original el 20 de marzo de 2021. (indefinido)

Literatura

Resonancias - artículo de la Enciclopedia Física
Kokkede Ya. Teoría de los quarks. — M .: Mir , 1971. — 341 p.