Адрон

Ссылки сюда (4) →

Адрон (от греч. ἁδρός — «крупный, массивный») — составная частица, состоящая из двух или более кварков, удерживаемых вместе сильным взаимодействием (посредством обмена глюонами). Адроны являются одним из двух основных классов элементарных частиц в Стандартной модели наряду с фундаментальными фермионами (кварками и лептонами). К адронам относятся все барионы (например, протон и нейтрон) и мезоны.

Схематическое изображение внутренней структуры адрона на примере протона. Три валентных кварка (u, u, d) связаны глюонным полем (жёлтые спирали). Морские кварки и виртуальные пары не показаны для упрощения. Визуализация создана с использованием кода на Python, моделирующего кварк-глюонные взаимодействия.

Свойства и классификация

Все адроны обладают следующими характеристиками:

• Состав: состоят из кварков и/или антикварков. Барионы содержат три кварка (например, протон: uud), мезоны — кварк и антикварк (например, пион: uā).
• Сильное взаимодействие: участвуют в сильном взаимодействии, так как их составляющие (кварки) несут цветовой заряд.
• Конфайнмент (удержание): кварки не могут существовать в свободном состоянии вне адрона (гипотеза конфайнмента).
• Масса: основная масса адрона возникает не из масс составляющих кварков, а из энергии глюонного поля, связывающего их (за счёт эквивалентности массы и энергии).

Адроны классифицируются по спину и кварковому составу:

1. Барионы (фермионы, полуцелый спин): состоят из трёх кварков. Являются частицами вещества (барионная материя).
2. Мезоны (бозоны, целый спин): состоят из пары кварк-антикварк. Являются переносчиками сильного взаимодействия между адронами (остаточное сильное взаимодействие, ядерные силы).

Исторический контекст и значение

Термин «адрон» был введён в 1962 году советским физиком Л. Б. Окунем. Открытие и изучение множества адронов в середине XX века (так называемая «частицевая зоология») привело к формулировке кварковой модели М. Гел-Манном и Дж. Цвейгом в 1964 году. Эта модель стала основой для развития квантовой хромодинамики (КХД) — теории сильного взаимодействия.

В контексте романа «Факап» понимание структуры адронов и природы сильного взаимодействия является фундаментальным для технологий, манипулирующих пространством-временем (например, для «гиперпробоя»). Теоретические работы персонажей романа в области высокоримановой нуль-физики, вероятно, опираются на экстремальные состояния кварк-глюонной плазмы, где конфайнмент снимается.

Отсылки

Адроны — центральный объект изучения в таких экспериментах, как Большой адронный коллайдер (БАК). Кварк-глюонная плазма, состояние, в котором адроны «расплавляются», воссоздаётся в столкновениях тяжёлых ионов.

Эксперименты с нуль-транспортировкой и гиперпробоем пространства, описанные в романе, могут подразумевать технологическое использование принципов, лежащих за пределами Стандартной модели, но коренящихся в физике адронов и КХД.