Расчет параметров частиц: гипероны – структуры виртуального пиона

Семейство гиперонов строится на основе заряда протона (антипротона), связанного виртуальными пионами с пионными группами. Гипотетическая структурная схема лямбда-гиперона представлена на рисунке.

Особенностью этой схемы является появление в оболочке протона двух кольцевых токов. Предполагается, что эти токи создают устойчивое возбужденное состояние – виртуальный пион (-1S). Реальное взаимодействие происходит между удаленными группами (ав)А----В(ав). Спин этой структуры равен 1/2, электрический заряд 0, парность – нет. В первом приближении вычисление массы является элементарной задачей. Действительно, полная масса лямбда-гиперона будет примерно равна: массе заряда протона, массе виртуального пиона и массе (энергии) «растянутой» пионной связи. Массу растянутой пионной связи мы вычислим из уравнения баланса для расстояния между зарядами равного 3 Ro (Ro + 2 Rр + Ro). Тогда Rx = 0,971404521 и удвоенная масса связи равна 51,81 МэВ. Окончательно, масса структуры базисных зарядов, формирующих лямбда-гиперон, примерно, равна: m ~ 938,27 + 126,36 + 55,33= 1119,96 (МэВ), экспериментальное значение 1115,683±0,006 МэВ. В целом, можно сказать, что основные компоненты полной массы определены правильно. Существует возможность проверки выбранной структурной схемы. Рассмотрев расположение зарядов, представленное на рисунке, мы увидим, что зарядовую группу A(аb) или В(ав) можно перенести на другую сторону. Получим новую частицу:

Зарядовая комбинация нейтральной частицы (ab)B – A(ab)--P(-1s) по числу и типу зарядов совпадает с лямбда – гипероном. Но эта новая частица должна быть несколько массивнее. Перестановка зарядов (изменение геометрии) должна происходить с выделением только электромагнитной энергии. Действительно, такая частица существует, это нейтральный сигма-гиперон, имеющий только такой путь распада.

Нужно подчеркнуть, что это уникальное свойство рассмотренной системы зарядов связано с целым рядом других соотношений и условий, - вероятность случайного «попадания» здесь крайне мала. Масса нейтральной частицы должна быть примерно равна сумме масс протона, нейтрального пиона и виртуального пиона, т.е. примерно 1199 МэВ (1192,642 ± 0,024 МэВ). Вычисление массы положительно заряженной частицы можно сделать в одну строчку, учитывая, что число электрических зарядов и, соответственно, масса оболочек уменьшилась:

m ~ 938,27 + 126,36 + 134,96 - 4,3 = 1195,29 (МэВ), эксперимент 1189,37 ± 0,07 (МэВ). Отрицательно заряженная частица может возникнуть в группе зарядов нейтрального пиона. Структурная схема имеет вид (aв)B – В(aВ)--P(+1s).

Расчетная масса, примерно, равна 1203 (МэВ), эксперимент 1197,449 ± 0,030 (МэВ). Следующая зарядовая комбинация получается путем возбуждения в оболочке протона (антипротона) второго виртуального пиона: (ав)В – А(ав) р- (2S) и т.д

Оценки масс гиперонов на несколько МэВ превышают эксперимент. С увеличением сложности комбинаций это расхождение увеличивается. С другой стороны, представленные модели крайне просты и не учитывают целого ряда действующих факторов: квантовых свойств исследуемых объектов, наличие электрического и магнитного поля, изменений в полях оболочек. С учетом влияния этих феноменов, полученные результаты по массе можно считать неплохими.

4 февраля 2016 г.                                    Лебедев В.Н.