Кварковая модель адронов

Сечения πp- и pp- взаимодействий

    Сечение - величина, определяющая вероятность перехода системы взаимодействующих частиц в определенное конечное состояние. Величина сечения   равна отношению числа таких переходов в единицу времени I к числу частиц, падающих на мишень в единицу времени I₀ отнесенное к количеству частиц мишени в единице площади n

 Сечение имеет размерность  площади. Обычно используется единица барн или ее производные - 1 барн = 10^-24 см², 1 миллибарн = 10^-3 б, 1 микробарн = 10^-6 б. 
    Различным процессам соответствуют различные величины сечений. Экспериментальные измерения сечений позволяют получить информацию о структуре сталкивающихся частиц, понять механизмы их взаимодействия. Так, эксперименты по рассеянию электронов на ядрах, нейтронах и протонах позволили определить их размеры и распределение в них электрического заряда и магнитного момента.  
    Отношение сечений  p- и pp-взаимодействий подтверждает справедливость кварковой модели. Как известно, протон – барион и состоит из трех кварков: двух u-кварков и одного d-кварка (р = uud). В свою очередь  -мезоны состоят из двух кварков, а точнее из кварка и антикварка (например,  ⁺ = u , и  ^- = d ). При взаимодействии  -мезона с протоном каждый кварк  -мезона может взаимодействовать с каждым кварком протона. Аналогично происходит в протон-протонном взаимодействии. Тогда, если предположить, что взаимо-действие между адронами не зависит от типов кварков из которых они состоят, то отношение сечений  p- и pp-взаимодействий должно быть равно  . Экспериментальные измерения показывают, что при достаточно высоких энергиях отношение   то есть близко к 2/3, что подтверждает теоретическое предположение о независимости взаимодействий между частицами от типов кварков.

Заключение

    Целый  пласт новых явлений и понятий был вскрыт благодаря гипотезе, гласящей что все адроны построены из фундаментальных частиц, названных кварками. Кварковая модель была предложена в то время, когда были известны лишь так называемые легкие адроны, то есть состоящие только из легких кварков, u, d и s. Эта модель сразу привела в порядок всю систематику этих адронов. На ее основе не только была понята структура уже известных к тому времени частиц, но и предсказан ряд неизвестных в то время частиц, а открытие очарованных частиц, а затем и еще более тяжелых адронов, содержащих b-кварки, и исследование их свойств явилось блестящим подтверждением кварковой теории адронов. Впервые, благодаря большой массе с- и b-кварков, предстала во всем своем богатстве и наглядности картина уровней системы кварк-антикварк. Эффект от этого открытия был очень велик. В кварки поверили даже те, кто раньше относился к ним более чем скептически. Создание и развитие квантовой хромодинамики так же пролило свет на несогласованности имевшие место в кварковой модели. В настоящее время нет ни одного факта, который бы противоречил квантовой хромодинамике. Однако целый ряд явлений находит в ней лишь качественное объяснение, а не количественное описание.