强子与夸克模型
共振态(resonance)
曾被发现的强子,大多数并不是那种飞越探测器、留下一道径迹的粒子。它们几乎在形成的一刹那就消失了——短命到在能走过哪怕一个原子核宽度之前就已衰变。这些极其转瞬即逝的强子叫做共振态,人们探测它们,靠的不是直接看到它们,而是它们在碰撞发生频率中留下的痕迹。
共振态是一种极短命的状态,它表现为图上的一个峰——一个鼓包——这张图描绘的是某反应发生的可能性如何随能量变化。当你把碰撞能量向上调,反应率一直很低,然后在某个特定能量上突然飙升,随后又落下。这个飙升意味着一个真实却短暂的粒子正在形成并立即衰变。峰的能量就是共振态的质量;峰的宽度通过不确定性原理告诉你它的寿命:峰越宽,状态越短命。这种峰的经典形状是布雷特-维格纳曲线。
共振态构成了粒子动物园的主体。在数以百计已编目的强子中,绝大多数都是共振态——夸克组合的激发态,存活时间不到万亿分之一的万亿分之一秒。它们非但不是麻烦,反而正是强相互作用的谱自我揭示的方式:每一个鼓包,都是某种夸克组合能级阶梯上的一级,而寻找并测量这些鼓包,正是强子谱学的日常工作。
Δ 共振态在 π 介子-质子散射中表现为约 1.23 GeV 处的一个鼓包。它约 0.12 GeV 的宽度,对应着不到 10^-23 秒的寿命。
共振态是一种转瞬即逝的粒子,表现为反应率中的一个峰;峰的宽度衡量它的寿命有多短。
共振态是一种货真价实的粒子,不只是数据中的一个杂讯。它和质子一样真实;只是它衰变得太快,唯一能捕捉它的方式,是它在图上留下的那个鼓包。
又称
另见