Физический энциклопедический словарь - характеристики э. ч.

В зависимости от времени жизни Э. ч. делятся на стабильные, квазистабильные и нестабильные (резонансы). Стабильными в пределах точности совр. измерений явл. эл-н (>5•10²¹ лет), протон (>10³¹ лет), фотон и нейтрино. К квазистабильным относят ч-цы, распадающиеся за счёт эл.-магн. и слабого вз-ствий; их времена

жизни >10^-20 с. Резонансами наз. Э. ч., распадающиеся за счёт сильного вз-ствия; их характерные времена жизни 10^-22 —10^-24 с. Спин Э. ч. явл. целым или полуцелым кратным постоянной Планка п. В этих ед. спин яи К-мезонов равен 0, у протона, нейтрона и эл-на J=¹/2, у фотона J=1 и т. д. Существуют ч-цы и с большим спином. Электрич. заряды Э. ч. явл. целыми кратными величины е1,6•10^-19 Кл, наз. элементарным электрическим зарядом. У известных Э. ч. Q=0, ±1, ±2.

Помимо указанных величин, Э. ч. дополнительно характеризуются ещё рядом квант. чисел, к-рые наз. «внутренними». Лептоны несут специфич. лептонный заряд (L): электронный Le, равный +1 для е^- и ve, мюонный L, равный +1 для ^- и v , и L , связанный с -лептоном (L =+1 для ^-и -1 для ⁺). Для адронов L=0. Адронам с полуцелым спином приписывают барионный заряд В(│В│=1). Адроны с B=+1 образуют подгруппу барионое, с В=0 — подгруппу мезонов. Для лептонов В=0. Для фотона B=0 и L=0.

Адроны подразделяются на обычные (нестранные) ч-цы (протон, нейтрон, -мезоны), странные ч-цы, «очарованные» и «красивые» ч-цы. Этому делению отвечает наличие у адронов особых квант. чисел: странности S, «очарования» С и «красоты» b. Внутри разных групп адронов имеются семейства ч-ц, близких по массе, с очень сходными св-вами по отношению к сильному вз-ствию, но с разл. значениями электрич. заряда. Э. ч., входящие в каждое такое семейство (простейший пример к-рого — протон и нейтрон), имеют общее квант. число — изотопический спин I (см. Изотопическая инвариантность), принимающий, как и обычный спин, целые и полуцелые значения. Семейства наз. изотопич. мультиплетами. Число ч-ц в мультиплете равно 2I+1; они отличаются друг от друга значением «проекции» изотопич. спина I3, и соответствующие значения их электрич. зарядов даются обобщённой ф-лой Гелл-Мана — Нишиджимы:

Q = I3 +Y/2,

где Y=B+S+C-b — т. н. гиперзаряд адрона, равный удвоенному ср. заряду ч-цы в изотопич. мультиплете. Важная хар-ка адронов — внутр. чётность Р, принимающая значения ±1. Для всех Э. ч. с ненулевыми значениями хотя бы одного из квант. чисел Q, L, В, S, С, b существуют античастицы с теми же значениями массы, времени жизни, спина и для адронов — изотопич. спина, но с противоположными знаками указанных квант. чисел, а для барионов — с противоположным знаком внутр. чётности. Ч-цы, тождественные своим античастицам, наз. истинно нейтральными. Истинно нейтр. адроны обладают спец. квант. числом — зарядовой чётностью С со значениями ±1; примеры таких ч-ц — фотон, °, -частицы.

Квант. числа Э. ч. разделяются на точные, т. е. сохраняющиеся во всех процессах, и неточные, к-рые в ряде процессов не сохраняются. Спин J — точное квант. число. На уровне совр. знаний точными явл. и квант. числа Q, В, L, хотя теоретически допустимы нарушения сохранения В и L. Большинство квант. чисел адронов неточные. Изотопич. спин, сохраняясь в сильном вз-ствии, не сохраняется в эл.-магн. и слабом. Странность, «очарование», «красота» сохраняются в сильном и эл.-магн. вз-ствиях, но не сохраняются в слабом. Слабое вз-ствие изменяет также внутр. и зарядовую чётности. Причины несохранения квант. чисел адронов неясны и, по-видимому, связаны со структурой эл.-магн. и слабого вз-ствий. Сохранение или несохранение тех или иных квант. чисел — одно из существ. проявлений различий классов вз-ствий Э. ч.

В табл. 1 приведены наиб. хорошо изученные Э. ч. и их квант. числа. Из неё следует, что осн. часть 0. ч.— адроны.