强子结构的夸克模型.ppt

强子结构的夸克模型
强子结构的夸克模型
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第1页，共84页，2022年，5月20日，22点57分，星期三
强子结构的夸克模型
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强子有内部结构的实验证据

质子和中子都有反
b. 介子谱
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强子结构的夸克模型
强作用过程，同位旋守恒，即在同位旋空间转动具有不变性。所有强子系统的同位旋态都可以用同位旋空间中的两个最基本的基矢来构造：
各种核素的同位旋自由度，可以用质子和中子来构成。
p = n = SU(2)对称性
对含奇异数的强子, 定义超荷 Y=B+S,基本表示必须扩大为三个基矢的空间，对称性由 SU(2)扩展为 基矢:
超荷UY（1）、同位旋SU（2）是表征强子的基本的自由度
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具有高维表示的强子可以用u,s,d三个基矢③或者其共轭基矢 来构造
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1961年,强子的结构模型,三个基矢成为三种不同“味”的夸克
a. Gell-Mann: Quark
b. Zweig: Ace
赋予夸克的重子数B=1/3, Gell-Mann-Nishijima关系 夸克电荷(1/3)e整数倍
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重子(B=1)和介子(B=0)的组合方式
重子的最简单的组成应是由三个味道的夸克来组合,按SU(3) 群的构造，可以有下面的组合方式：
即:一个十维的不可约表示(味的SU(3)的10重态)，两个8维表示(味的SU(3)的8重态)和一个味SU(3)的单态。

介子的最简单的组成是由一个夸克和另一个反夸克组合 :
即:一个味的SU(3)介子八重态和一个味的SU(3)介子单态
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味SU(3)对称群的每个不可约表示(多重态)的成员和相应的一组粒子对应
人们观察到的强子按味SU(3)群的不可约表示(多重态)分类；
每一个强子对应某一不可约表示(多重态)的一个分量，具有相应的量子数I, I3和超荷Y或S；
同一不可约表示(多重态)的粒子具有相似的性质。例如强相互作用的守恒量子数—自旋和宇称Jp相同。味SU(3)对称性的扩展，把具有不同 同位旋多重态，不同超荷但具有相同的Jp的强子放在同一不可约表示中，即与SU(3)味对称性对应的相互作用(有时称其为超强相互作用)不区分同位旋，也不区分超荷。
同一不可约表示(多重态)的粒子质量m可以有所差别，这种差别是由SU(3)味对称性的破缺所引起的；
若找到一个不可约表示的一个粒子或几个粒子，该表示的未知粒子也一定存在。
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§ 重子的味多重态
重子的味10重态
味10重态的波函数交换的对称性
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重子的味SU(3)十重态 Y-I3二维图预言了(1962年)Y=-2, S=-3的sss态, 即后来(1964年)发现的Ω-
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V-O:
V-1:
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“色”量子数的引入
SU(2)对称性，把u，d看成全同的费米子，SU(3)味对称性把u，d，s看成全同的费米子。由它们构成的重子的波