Номер 3, страница 233 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 63. Лептоны и адроны. Глава 8. Элементарные частицы - номер 3, страница 233.

3. Какие элементарные частицы относят к адронам?

Адроны (от греческого ἁδρός — сильный, крупный) — это класс составных субатомных частиц, которые участвуют в сильном взаимодействии. В отличие от фундаментальных частиц, таких как лептоны (например, электрон) и кварки, адроны имеют внутреннюю структуру. Согласно Стандартной модели, они состоят из кварков и антикварков, связанных вместе глюонами — носителями сильного ядерного взаимодействия.

Адроны делятся на две основные группы в зависимости от их кваркового состава и спина: барионы и мезоны.

Барионы

Барионы — это адроны, состоящие из трех кварков (в случае антибарионов — из трех антикварков). Они являются фермионами, то есть обладают полуцелым спином ($1/2$, $3/2$ и т.д.). Самые известные и стабильные барионы — это протон и нейтрон, которые являются основными компонентами атомных ядер.

Протон (p): состоит из двух верхних (up) кварков и одного нижнего (down) кварка (кварковый состав — $uud$). Является стабильной частицей.

Нейтрон (n): состоит из одного верхнего и двух нижних кварков (кварковый состав — $udd$). В свободном состоянии нестабилен, но стабилен внутри атомных ядер.

К барионам также относятся более тяжелые и нестабильные гипероны (лямбда- (Λ), сигма- (Σ), кси- (Ξ) и омега- (Ω) гипероны), которые содержат один или несколько странных (strange) кварков.

Мезоны

Мезоны — это адроны, состоящие из одной пары кварк-антикварк. Они являются бозонами, то есть обладают целым спином ($0, 1, 2$ и т.д.). Все мезоны нестабильны и имеют очень короткое время жизни. Примеры мезонов:

Пи-мезоны (пионы, π): самые легкие мезоны, состоят из верхних и нижних кварков и антикварков. Например, $π^+$-мезон имеет состав $u\bar{d}$ (верхний кварк и анти-нижний антикварк).

Ка-мезоны (каоны, K): содержат один странный кварк или антикварк.

Другие примеры включают D-мезоны (содержат очарованный (charm) кварк) и B-мезоны (содержат прелестный (bottom) кварк).

Экзотические адроны

В последние десятилетия были экспериментально подтверждены частицы, которые также участвуют в сильном взаимодействии, но не укладываются в простую схему "три кварка" или "кварк-антикварк". Их называют экзотическими адронами. К ним относятся:

Тетракварки: состоят из четырех валентных кварков (двух кварков и двух антикварков).

Пентакварки: состоят из пяти валентных кварков (четырех кварков и одного антикварка).

Существование глюболов (частиц, состоящих только из глюонов) пока гипотетическое.

Ответ: К адронам относят класс составных субатомных частиц, которые участвуют в сильном взаимодействии и состоят из кварков. Адроны подразделяются на два основных семейства: барионы (состоящие из трех кварков, например, протон и нейтрон) и мезоны (состоящие из пары кварк-антикварк, например, пионы и каоны). Также существуют экзотические адроны, такие как тетракварки и пентакварки.