Работа коллайдера

[Volt]

Как известно, адроны (частицы, состоящие из кварков) подразделяются на:
1) барионы, состоящие из трёх кварков. К ним относятся протоны, нейтроны.
2) мезоны, состоящие из двух кварков (пионы, каоны).
Недавно было доказано существование ещё одного вида адронов - экзотического адрона z(4430), состоящего из 4 кварков.
Более подробно можно ознакомиться в статье
http://elementy.ru/news/432233

[hele]

В Китае к 2028 году планируют построить Большой протонный коллайдер, который будет превышать существующий в Швейцарии Большой адронный по длине в 2 раза.
Он сможет создавать в семь раз больше энергии.

http://www.depo.ua/rus/life/krupneyshiy ... 2014133300

Почему-то дальше пишут "Длина электрон-позитронного коллайдера будет составлять 52 километра, мощность, до которой планируют разгонять электроны - несколько сотен гигаэлектронвольт, а мощность адронов, на которые рассчитывается ускоритель - 70 тераэлектронвольт."

То есть непонятно, почему "протонный" дальше называют электрон-позитронным. Но это конечно мне непонятно (пока кто-то не объяснил), а так наверное всё правильно. Может быть, это по способу устройства или разгона...

[Volt]

Большой Адронный Коллайдер сегодня вновь заработал, спустя 2 лет перерыва. За это время увеличили мощность коллайдера с 8 до 13 ТэВ.
После обнаружения Бозона Хигса у коллайдера одна главная задача - это поиск Глюино (суперпартнер глюона), что станет эмпирическим подтверждением существования темной материи.

[Volt]

Коллаборация LHC объявила об обнаружении пяти новых тяжелых барионов в семействе Ωc. В это семейство входят барионы с кварками: s,s,c.


На изображении отчетливо видно пять резких, узких пика с массами 3000, 3050, 3066, 3090 и 3119 МэВ. В районе 3188 МэВ виден бугорок, значение которого пока неясно.

Характеристики барионов разных семейств можно посмотреть здесь. Очень здорово оформили. Там нужно мышкой наводить на частицу и появляется вся основная информация.
http://www.thingsmadethinkable.com/item/baryons.php

[hele]

Такую же систему как для биологических видов примерно сделали... в своём роде.

Почему на месте протона частица со спином 3/2 , которая называется Дельта плюс, имеет тот же кварковый состав, что и протон - u,u,d , вы поняли? И так для всех частиц, стоящих на одной позиции: кварковый состав не зависит от спина. Массы же у них разные, полагаю. Или у протона и этой Дельта плюс одинаковые массы?..

Да нет, разные массы. Протон 938, дельта резонанс 1232 МэВ

[Volt]

Почему на месте протона частица со спином 3/2 , которая называется Дельта плюс, имеет тот же кварковый состав, что и протон - u,u,d , вы поняли?

Да, потому что это уже будут разные частицы, имеющие разные характеристики: спин, масса и т.д.
Последняя частица относится уже к семейству Дельта барионов.

[hele]

Конечно, это должны быть разные частицы. Но разве частица это не сумма кварков? Значит, нет, есть что-то еще... Иначе эти две, как сумма трех кварков uud, были бы одинаковыми. Но раз нет, то... что еще формирует частицу, кроме суммы составляющих ее кварков? Может быть, разное число глюонов?

[Volt]

Но разве частица это не сумма кварков?

В нашем мире так оно и есть. Если взять молекулу воды, то она будет состоять из двух атомов водорода и атома кислорода. Но в мире элементарных частиц всё совсем не так как кажется. Всё зависит от системы отчета.
Когда протон, состоящий из трех кварков начинает увеличивать свою скорость приближаясь к скорости света он начинает переходить в возбужденное состояние. При этом в его составе начинают появляться дополнительные частицы (кварки, антикварки, глюоны), которые в совокупности называются партонами и представляют собой протон.
Также стоит отметить, что протон - это не просто три кварка, а и глюонное поле, которое связывает их. Пусть глюоны виртуальные частицы, но в возбужденном состоянии они уже являются на короткий срок вполне даже настоящими. Отсюда и получается, что вначале был один состав у протона, потом он уже меняется и частица уже будет другая со своими характеристиками.

[hele]

То есть в микромире всё оказывается сложнее, чем просто кварковый состав, который обычно только и пишется в курсе физике (пусть и для вузов), о внутреннем строении частиц. (Про глюоны тоже предположила).
Всё же интересно понять, почему такая важная частица, как протон, оказалась столь родственной такой малоизвестной, как Дельта резонанс Дельта плюс. Наверное, это поймут ученые в будущем...

[hele]

Не совсем поняла в той таблице, что за частицы "more spin-1/2 baryons", в середине между спинами 1/2 и 3/2. И частиц таких пока мало (открыто?).
Кстати, на астрон. форуме рассказали, что Дельта плюс это возбужденный протон, отсюда и их одинаковый кварковый состав. И он есть временная комбинация пи-мезона и протона.

[Volt]

на астрон. форуме рассказали, что Дельта плюс это возбужденный протон, отсюда и их одинаковый кварковый состав. И он распадается на пи-мезон и протон/нейтрон .

пи-мезон и нуклон. Обычно считается что протон и нейтрон - это разные состояния нуклона.

Не совсем поняла в той таблице, что за частицы "more spin-1/2 baryons"

Я так понял, что первая и вторая страница вместе идут. Из-за нехватки места. Написано там так

this page shows baryons with a total angular momentum of 1/2 for which there was no room on the previous page

Вот традиционное изображение барионов

[Volt]

Более детальный рисунок со спином 1/2 слева и 3/2 справа

[hele]

Верхушечки нет, у полуспиновых...

Теперь мне непонятно, если Дельта распадается на мезон и нуклон, то откуда берутся дополнительные кварки для мезона.

[Volt]

Теперь мне непонятно, если Дельта распадается на мезон и нуклон, то откуда берутся дополнительные кварки для мезона.

Они сами появляются из глюонного поля. Например если мы попробуем расщепить три кварка по отдельности, то в итоге опять у нас будут те самые три кварка + к ним добавится пара кварк-антикварк (он же мезон).

[hele]

Надо же, из пары кварк-антикварк, и не аннигилируют (сразу), а существуют...
Хотя время жизни очень маленькое, для пи-мезонов

2.6·10-8 c
2.6·10-8 c
8.4·10-17 c

Поэтому у них барионное число ноль, и они не относятся к барионам (в барионном числе нужно из числа кварков вычесть число антикварков)

[Volt]

Адроны делятся на мезоны с двумя кварками и барионы с тремя.

[hele]

В том-то и дело, что мезоны это не просто пара кварков, а кварк-антикварк...

Они сами появляются из глюонного поля.

То есть это не вполне частица imho, а рожденная на краткий миг полем (или вакуумом?) пара частица античастица. Если попробовать кварк назвать частицей...

Хотя насколько понимаю в мезоне кварк и антикварк могут быть разных видов... тогда приобретает элементы частицы, да, в отличие от рождающихся пар одинаковых частицы и её античастицы

[Volt]

То есть это не вполне частица imho, а рожденная на краткий миг полем (или вакуумом?) пара частица античастица. Если попробовать кварк назвать частицей...

Это частица, которая может существовать только в экстремальных условиях, в возбужденном состоянии. Отсюда и время жизни её ограничено. Она не стабильна.