14. РАСПАДЫ ОЧАРОВАННЫХ АДРОНОВ

Начало экспериментальным исследованиям очарованных частиц положило открытие в ноябре -мезона—частицы со скрытым чармом. Но первые частицы с явным чармом (это были -мезоны) были открыты лишь в 1976 г.

В настоящее время экспериментальное изучение очарованных частиц ведется с помощью -встречных пучков, а также пучков нейтрино, фотонов и адронов высоких энергий. В -ан-нигиляцни рождение частиц с явным чармом превышает треть полного сечения аннигиляции в адроны, а иногда (в распаде резонанса является доминирующим процессом. В нейтринных реакциях рождение чарма составляет порядка полного сечения. Одним из его проявлений являются в этом случае так называемые дилептонные события. В этих событиях один из лептонов сопровождает рождение с-кварка, а другой возникает при его распаде. В фотонных и адронных реакциях рождение чарма составляет соответственно полного сечения.

Из всех очарованных мезонов слабым образом распадаются лишь шесть (1869 МэВ), (1865 МэВ), античастицы. Все они псевдоскалярны: Остальные, более тяжелые очарованные мезоны распадаются сильно и электромагнитно в упомянутые шесть, испуская при этом пионы и фотоны.

Заметим, что мы используем новое название - D+ вместо старого -

Что касается очарованных барионов, то слабым образом должны распадаться четыре из них:

Здесь квадратные скобки означают, что заключенные в них кваркн антисимметризованы как по аромату, так и по спину и, следовательно, имеют суммарный спин; равный нулю. Фигурные скобки означают симметризацию, так что спин двух -кварков в -барионе равен единице. Поскольку -барион с должен быть тяжелее, чем -барион с то все четыре перечисленных нами стабильных (т. е. распадающихся слабым образом) очарованных бариона должны иметь

Лучше всего изучены распады самого легкого очарованного бариона: . Наблюдались также распады барионов. Распады -бариона пока не наблюдались.

Распады с-кварка

Основные слабые распады очарованных адронов обусловлены распадом сидящего в них с-кварка, так как из-за большой массы с-кварка его время жизни примерно на три порядка меньше, чем

время жизни самого тяжелого из легких кварков — -кварка, сидящего в некоторых из очарованных адронов.

В этой главе, как и в предыдущих главах, мы отвлекаемся от существования и -кварков и вместо матрицы девяти кварковых токов рассматриваем матрицу четырех кварковых токов, характеризующуюся одним углом смешивания — углом Кабиббо 0. В этом приближении распады с-кварка обусловлены произведением токов:

(здесь цветовые, лоренцевы и спинорные переменные опущены). Распады очарованного антикварка обусловлены произведением эрмитово сопряженных токов. Из этого выражения видно, что поскольку при распаде очарованных частиц, не содержащих -кварков, должны в подавляющем числе случаев испускаться странные частицы. Это относится как к полулептонным, так и к нелептонным распадам.

Полулептонные распады очарованных частиц обусловлены двумя типами взаимодействий:

Нелептонные распады очарованных чаетиц обусловлены тремя типами затравочных взаимодействий:

В каждой из пяти приведенных выше строк слева направо приведены: токовые взаимодействия, соответствующие кабиббовские факторы, подавляющие вероятности распадов, правила отбора по чарму С и странности 5, а также примеры распадов.