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共振态

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强子-内部结构模型图强子-内部结构模型图
一类强子的统称。在研究原子核的散射和反应过程中,就发现共振现象。它表现为当入射粒子能量取某确定值时,散射或反应的截面迅速增大,截面值随能量的变化行为和经典物理学中熟知的共振现象一致。用量子力学对这个现象进行分析研究表明,这个共振现象的出现是由于在该能量附近,入射粒子与原子核结合成一个亚稳复合核,经过一定时间后这亚稳复合核又衰变成末态粒子。这个被看作是入射粒子与原子核复合而成的亚稳复合核就被称为共振态。这样最初建立的共振态观念的含义是亚稳复合粒子(见核反应的共振)。
  1952年E.费密等人发现在用π介子和核子碰撞时,在质心系总能量为 1236MeV附近时显现明显的共振现象。这个共振态被称为(3,3)共振,以表明它的自旋同位旋都是3/2。(3,3)共振是人们发现的第一个粒子共振态,继承原子核物理学中的理解,在一段时间内它被认为是π介子和核子组成的亚稳复合粒子。到60年代中期,新发现的共振态数目已达数十。尽管由于历史的原因,这些粒子仍被称为共振态,但对这个名称的理解已有了变化。这些共振态和过去熟知的粒子相比,同样有确定的电荷、自旋、同位旋等量子数;同样有确定的质量,只是由于共振态寿命太短,能级有一定自然宽度,表现为共振态的质量分布在某一确定值附近一定的范围内,因此共振态和过去熟知粒子的差异都来源于平均寿命不同,而其物理原因是由于共振态多数实际上是通过强相互作用而衰变,强子结构理论的发展显示出这些共振态和过去熟知的强子是属于同一层次的。
  随着人们对于粒子物理规律认识的深入,共振态的观念已经变化。为了避免不必要的含混,现在粒子物理学中把粒子分为两类:稳定粒子和共振态。凡是不能通过强相互作用衰变的粒子称为稳定粒子,凡是可以通过强相互作用衰变的粒子称为共振态。按这个理解,共振态一定是强子,并且可以和稳定粒子中的强子属同一层次;共振态和稳定粒子的区分在于衰变的相互作用机制不同,而并不应简单地归于寿命的长短。
共振态粒子-内部结构模型图共振态粒子-内部结构模型图

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