Квантовые числа

[Nemiroff]

Так и не смог понять на основе курса общей физики: квантовые числа типа "странность", "очарование", "красота" - они имеют какой-то смысл кроме тупо подсчета числа соответствующих кварков в системе?
Ну то есть, главное, орбитальное, магнитное и т.д. - они что-то говорят о пространственном распределении волновой функции, цвет, как я понял, это практически заряд.
А эти? Просто счетчики числа частиц? Зачем их тогда вводить?

[Kitozavr]

В некоторых случаях они играют роль законов сохранения.

[arseniiv]

Да. Они сохраняются вместе с числом соответствующих им кварков (минус число таких антикварков).

[Munin]

Nemiroff в сообщении #514323 писал(а):

Так и не смог понять на основе курса общей физики: квантовые числа типа "странность", "очарование", "красота" - они имеют какой-то смысл кроме тупо подсчета числа соответствующих кварков в системе?Ну то есть, главное, орбитальное, магнитное и т.д. - они что-то говорят о пространственном распределении волновой функции, цвет, как я понял, это практически заряд.А эти? Просто счетчики числа частиц? Зачем их тогда вводить?

Во-первых, они действительно удобны как "счётчики" для дискретных законов сохранения, что по сути было единственным способом разобраться в многообразии происходящих и не происходящих реакций в эпоху, когда новые частицы открывались каждый год. Очень скоро обнаружили, что реакции идут "все, которые не запрещены", а запреты эти можно сформулировать как законы сохранения вот этих нескольких чисел.

Во-вторых, из-за квантовости частиц эти числа описывают симметрии не дисретные, а непрерывные: можно представить себе частицу, на 1/3 странную, а на 2/3 - не странную, а в целом - находящуюся в состоянии суперпозиции. По крайней мере, не отдельную частицу до или после реакции, а её промежуточное состояние в процессе реакции, или в составе какой-то составной системы.

Не все из квантовых чисел в конечном счёте оказались "счётчиками кварков". Остались ещё изоспин, несколько видов чётности, собственно спин, и ещё что-то, кажется.

Кроме того, если для вас "цвет - это практически заряд", то точно так же надо относиться и к изоспину, и к аромату (по сути, они играют роль заряда в слабых взаимодействиях, так же как цвет - в цветных).

[Droog_Andrey]

За рубежом их часто как раз и называют разными видами зарядов. Так типа проще

[Munin]

Их везде называют разными типами зарядов, это просто разные варианты терминологии. С точки зрения групп они заряды, с точки зрения источников поля - не заряды...

[obar]

Nemiroff в сообщении #514323 писал(а):

квантовые числа типа "странность", "очарование", "красота" - они имеют какой-то смысл кроме тупо подсчета числа соответствующих кварков в системе?

Тут надо иметь ввиду, что законы сохранения странности, красоты и очарования были введены до открытия соответствующих кварков и лишь позже смысл этих ЗС прояснился и свелся "тупо к подсчету числа кварков". Понятие странности появилось вообще до введения кварков Гелл-Манном, для объяснения странности в распаде каонов (эти частицы рождаются парами за счет сильного взаимодействия, а распадаются по слабому каналу. Это казалось странным).

Munin в сообщении #514437 писал(а):

эти числа описывают симметрии не дискретные, а непрерывные

Любой обобщенный заряд (барионный, лептонный, странность и т.п.) можно рассматривать как следствие инвариантности лагранжиана относительно глобальной группы U(1) (для каждого заряда своей). Ввиду формальности этой процедуры особого смысла в этой симметрии нет. Физический смысл имеет лишь локальная группа U(1), т.к. в этом случае заряды становятся источниками соответствующих калибровочных полей.

Munin в сообщении #514437 писал(а):

можно представить себе частицу, на 1/3 странную, а на 2/3 - не странную, а в целом - находящуюся в состоянии суперпозиции

Подобная ситуация реализуется, например, для $K^0_{L,S}$-мезонов, которые представляют собой суперпозицию $K^0$ и $\overline{K^0}$-мезонов (состояний со странностями $\pm1$). Правда распределение вероятности не 1/3 и 2/3, а по 1/2.

[Munin]

obar в сообщении #514581 писал(а):

Это казалось странным

А иногда - даже дважды странным :-)

Да, про $K$-мезоны я забыл, красивый пример.