Рис.14.1Декуплет барионов с J p = 3 / 2 + .S – странность,I – изоспин,В скобках указана энергия состояния.Δ-резонанс распадается на нуклон и пион. Согласно законам сохранения заряда Δ ++ -резонансраспадается единственным способом:Δ+++→ π+p . Для распада Δ 0 -резонансасуществует две возможности:Δ000 −→ π + n , Δ → π + pи т.д.Кварковая диаграмма распада Δ ++показана на рис.14.2.Рис.14.2Кварковая диаграммараспада Δ ++«Вилка» в правой части диаграммы возникла в результате рождения парыd d глюоном.Этот глюон был испущен одним из трех u-кварков Δ ++ -резонанса. Однако, как ужеотмечалось выше, глюоны на диаграммах сильного взаимодействия обычно не рисуются(они лишь подразумеваются).(см.рис.14.3).На кварковом уровне можно изобразить диаграмму межнуклонного взаимодействияРис.14.3Диаграммамежнуклонноговзаимодействия
Эта диаграмма приведена здесь для того, чтобы отметить важную деталь, связаннуюс исследованием возбужденных состояний свободных, а особенно внутриядерныхнуклонов. Очевидно, что нуклоны можно возбуждать разными способами, используяразные пробы: фотоны, электроны, пионы, протоны и т.д. Однако, только фотоныпозволяют наиболее неинвазивным способом (используя медицинскую терминологию)исследовать внутреннюю структуру ядер. В области нуклонных резонансов фотоны сдлиной волны, сравнимой с размером нуклона, свободно проникают в ядро. При этомпередаваемый импульс минимален и вся энергия переходит на возбуждение нуклона.Поэтому все особенности наблюдаемых сечений, или других характеристик процесса, будутсвязаны именно со структурой объекта, так как фотон можно считать бесструктурнойчастицей.Очевидно также на основании приведенных выше диаграмм, что для исследованияприроды возбужденных состоянии очень важно изучать спиновые зависимостисоответствующих процессов. Для этого нужны поляризованные фотоны (измерениепучковой асимметрии Σ) и желательно иметь поляризованную мишень для измерениядругих поляризационных наблюдаемых.Среди других проб, наиболее подходящим инструментом для решения этой задачиявляются пучки пионов (π + и π - ), которые также как и фотоны наиболее простым способом(см.диаграммы) могут возбуждать нуклон, при этом их сечение взаимодействия примерно в137 раз больше, чем фотонное, что является, с одной стороны, положительным фактором.Однако, благодаря этому, пионы эффективно поглощаются на поверхности ядра и,следовательно, изучать можно только поверхностные эффекты. Таким образом, можносказать, что реакции с пионами и фотонами эффективно дополняют друг друга. Болеетяжелые частицы, например протоны, тоже могут возбуждать дельта изобару и другиевозбужденные состояния нуклонов в ядрах, но интерпретация получаемых результатов приэтом очень усложняется.Рассмотрим теперь некоторые экспериментальные данные по возбуждению дельтаизобары в ядрах. На рис.14.4 показаны полные сечения взаимодействия пионов и фотонов сядрами 12 С, у которых число протонов равно числу нейтронов. В области дельта резонансаи выше заметного различия между положительными и отрицательными пионами ненаблюдается, поэтому сечения для всех реакций приведены на одном рисунке.