Физический энциклопедический словарь - мезоны со скрытым&laquoочарованием&raquo (чармоний)

Скрытое «очарование» — понятие теоретическое; экспериментально оно проявляется в том, что обладающие им ч-цы легко распадаются на «очарованные» частицы, если распад разрешён законом сохранения энергии, а их переходы в обычные («неочарованные») ч-цы сильно подавлены (протекают с малой вероятностью). Поэтому такие мезоны с массой, меньшей двух масс самых лёгких из «очарованных» ч-ц — D-мезонов, имеют аномально малые ширины (большое время жизни). Подавление распадов на обычные адроны связывают с малой вероятностью процесса аннигиляции тяжелых си с^~-кварков в глюоны.

Первой открытой ч-цей из семейства М. со с. «о.» был J/-мезон с массой 3,096 ГэВ, спином 1, положит. внутр. чётностью и отрицат. зарядовой чётностью. Он был открыт в 1974 в США независимо двумя группами экспериментаторов: на протонном ускорителе в Брукхейвене (при бомбардировке протонами ядер Be) и на ускорителе со встречными электрон-позитронными пучками в Станфорде (руководители групп С. Тинг и Б. Рихтер за открытие

404

J/ получили в 1976 Нобелевскую премию). Первая группа назвала мезон J, а вторая — , с чем и связано двойное назв. ч-цы. Открытие J/ вызвало огромный интерес вследствие необычности св-в этой ч-цы: при столь большой массе вероятность её распада, характеризуемая шириной, оказалась очень малой — ок. 60 кэВ, что на три-четыре порядка меньше, чем для всех известных ранее тяжёлых мезонов (бозонных резонансов). Последующие эксперим. и теор. исследования привели к установлению существования новых семейств адронов— М. со с. «о.» и «очарованных» ч-ц. Почти сразу вслед за J/ в Станфорде был открыт '-мезон с массой 3,684ГэВ к шириной 220 кэВ, а позднее — целое семейство ч-ц с теми же квант. числами; всех их обозначают общим символом , указывая в скобках массу в МэВ. Более высокие по сравнению ' возбуждения в серии -частиц лежат выше порога рождения двух «очарованных» мезонов и распадаются на них с ширинами в неск. десятков Мэв. Характерное св-во этих мезонов — распад в определённую пару очарованных» мезонов, напр. D*D^~*,

но не DD^~.

Др. важный класс ч-ц, отвечающих уровням чармония,— т. н. «промежуточные уровни»  массы к-рых лежат между массами J/ и '. Мезоны  были открыты в каскадных радиац. переходах типа

'+++.

Самым низшим в ряду чармония должно быть псевдоскалярное (т. е. со спином 0 и отрицат. внутр. чётностью) остояние, обозначаемое с. Длит. поиски этого состояния на опыте, по-видимому, увенчались успехом летом 1979. В радиац. распадах J/

и '-мезонов обнаружено состояние с массой 2,976 ГэВ, к-рое естественно отождествить с с.

Классификация М. со с. «о.» основана на кварковой модели адронов. Г. к. «очарованные» кварки — тяжёлые, то, по-видимому, можно пользоваться нерелятив. картиной их

вз-ствия. Поэтому часто используют обычные атомарные спектроскопич. обозначения (см. Атом). Напр.,  (3096) идентифицируется с состояни-

ем 1³ S1 [гл. квант, число n=1, орбит. квант. число l=0 (S-волна), суммарный спин кварков 1, мультиплетность 3 (верхний индекс у буквы слева), полный момент кол-ва движения 1 (нижний индекс у буквы справа)]. Мезоны  и -серий относятся к орточармонию (спин 1), причём -частицы представляют собой S-волновые состояния, а  — P-волновые (l=1). Мезоны серии с отождествляют с парачармонием — состоянием с нулевым полным спином «очарованных» кварков. На рис. приведены массы (в ГэВ) известных ч-ц из серии чармония. Для лёгких мезонов указаны также наиб. вероятные значения спина и спектроскопич. обозначения.

Кварковая модель позволяет предсказать мн. характеристики М. со с. «о.», к-рые находятся, по крайней мере, в качеств. согласии с опытом. Последним и весьма важным подтверждением теории явилось открытие с-мезона (см. выше) с массой, предсказанной ранее теоретически. • Рихтер Б., От  к очарованию, пер. с англ., «УФН», 1978, т. 125, в. 2, с. 201; Т и н г С., Открытие J-частицы, там же, с. 227.

В. И. Захаров.