к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Барионное число

Барионное число (барионный заряд), В,- характеристика частиц (и систем частиц), отражающая установленный на опыте закон сохранения "тяжёлых" частиц - барионов .Понятие "барионное число" введено в 1938 Э. Штюкельбергом для объяснения стабильности протона, поскольку законы сохранения энергии-импульса, момента кол-ва движения И электрич. заряда не могут "запретить" возможности распада протона на более лёгкие частицы (напр., по каналам: , ) или аннигиляции протонов в ядрах (напр., ).

Отсутствие в природе таких переходов можно объяснить наличием у протона особого "заряда" - барионного числа, закон сохранения которого "запрещает" распад протона на мезоны и лептоны, не имеющие барионного числа. Подобно электрич. заряду, барионное число следует считать аддитивной величиной, причём барионное число частиц и античастиц должны быть равны по абс. величине и противоположны по знаку.

Используя предположение о сохранении барионного числа, можно однозначно установить его величину для всех др. частиц по их распадам. Напр., из наблюдения распадов

следует, что нейтрон, гипероны и-резонанс имеют барионные числа, равные барионному числу протона, а - и - мезоны - нулевые барионные числа. Совокупность эксперим. данных подтверждает отсутствие переходов с нарушением закона сохранения барионного числа не только для протона, но и для всех остальных частиц (напр., отсутствие распада ). Принимая условно барионное число протона за +1 (антипротона за -1), можно сформулировать закон сохранения барионного числа как закон сохранения числа барионов: во всех процессах разность общего числа барионов и общего числа антибарионов сохраняется.

Все частицы, наблюдавшиеся в свободном состоянии, имеют целые барионные числа, т. е. кратные барионные числа протона. Вместе с тем составляющим адронов - кваркам приписываются дробные барионные числа, равные. (Следует, однако, отметить теоретич. возможность приписывать цветным кваркам и целые барионные числа; см. Кварки.)

Математически закон сохранения барионного числа может быть получен из предположения о том, что лагранжиан взаимодействующих полей инвариантен относительно след. преобразования полей всех частиц:

(1)

(* означает комплексное сопряжение), где B_а - барионное число частицы, отвечающей полю - произвольная постоянная, т. е. из предположения о существовании глобальной симметрии U(1). Теоретич. возможность существования у лагранжиана локальной симметрии U(1), т. е. инвариантности относительно преобразования (1) с величиной, являющейся произвольной функцией пространственно-временной точки, приводила бы к существованию безмассового калибровочного поля (т. е. калибровочного поля, кванты к-рого имеют нулевую массу), источником к-рого было бы барионное число. В этом случае барионное число играло бы роль "заряда", создающего особое поле - поле "барионных фотонов", а между барионами существовали бы особые дальнодействующие силы. Совр. эксперименты не обнаруживают таких сил.

Из опытов, доказывающих равенство инертной и гравитац. масс с точностью до 10^-12, следует, что константа взаимодействия барионов с полем "барионных фотонов" (если бы оно существовало) должна быть, по крайней мере, на 45 порядков меньше константы эл--магн. взаимодействия 1/137. Отсутствие безмассового калибровочного поля, отвечающего барионному числу, т. е. отсутствие локальной симметрии, указывает на принципиальное различие между барионным числом и электрич. зарядом, обладающим точным законом сохранения. Это может служить указанием на приближённый характер закона сохранения барионного числа.

В нек-рых моделях т. н. великого объединения слабого, эл--магн. и сильного взаимодействий предсказывается возможность нарушения закона сохранения барионного числа и, следовательно, возможность распада протона (напр., ) или осцилляции нейтрона Такой приближённый характер сохранения барионного числа не представляется чем-то исключительным, поскольку известны др. величины (странность, очарование и др.), к-рые сохраняются в сильном и эл--магн. взаимодействиях, но нарушаются в слабом. За нарушение барионного числа в моделях великого объединения оказываются ответственными "сверхслабые" взаимодействия, переносимые калибровочными полями, кванты к-рых из-за спонтанного нарушения симметрии приобретают массы, на много порядков превышающие массы промежуточных векторных бозонов - переносчиков слабого взаимодействия или сверхтяжёлые Хиггса бозоны.

Существуют гипотезы о том, что нестабильность протона может объяснить наблюдаемую барионную асимметрию Вселенной. В связи с фундам. значением вопроса о стабильности протона готовятся опыты, в к-рых можно будет зарегистрировать распад протона, при условии, что его время жизни окажется меньше 10³³- 10³⁴ лет (эксперим. предел на время жизни протона лет).

Литература по барионному числу

Stueckelberg E., Die Wechselwirkungkrafte in der Elektrodynamik und m der Feldthpone der Kеrnkrafte; "Helv. phys. acta", 1938, B. 11, S. 225;

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что "гравитационное линзирование" якобы наблюдаемое вблизи далеких галактик (но не в масштабе звезд, где оно должно быть по формулам ОТО!), на самом деле является термическим линзированием, связанным с изменениями плотности эфира от нагрева мириадами звезд. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира