共振態

共振態（resonance）是指一類強子的統稱。研究原子核的散射和反應過程中就發現共振現象。表現為當入射粒子能量取某確定值時，散射 或反應的截面迅速增大，截面值隨能量的變化行為和經典物理學中熟知的共振現象一致。通過量子力學的分析研究表明，這個共振現象的出現是由於在該能量附近，入射粒子與原子核結合成一個亞穩複合核，經過一定時間後又衰變成末態粒子。這個被看作是入射粒子與原子核複合而成的亞穩複合核就被稱為共振態。這樣最初建立的共振態觀念的含義是亞穩複合粒子。

基本介紹

• 中文名：共振態
• 外文名：resonance
• 特徵：指一類強子的統稱

共振態的發現

1951年E.費米等人發現在用π介子和核子碰撞時，在質心繫總能量為1,236兆電子伏附近時顯現明顯的共振現象。這個共振態被稱為（3，3）共振，以表明它的自旋和同位旋都是3/2。（3，3）共振是發現的第一個粒子共振態，繼承原子核物理學中的理解，在一段時間內它被認為是π介子和核子組成的亞穩複合粒子。60年代中期，新發現的共振態數目已達數十個。由於歷史的原因，這些粒子仍被稱為共振態，但對這個名稱的理解已有了變化。這些共振態和過去熟知的粒子相比，同樣有確定的電荷、自旋、同位旋等量子數，同樣有確定的質量；只是由於共振態壽命太短，能級有一定自然寬度，表現為共振態的質量分布在某一確定值附近一定的範圍內。因此，共振態和熟知粒子的差異都源於平均壽命不同。共振態多數是通過強相互作用而衰變，強子結構理論的發展顯示出這些共振態和熟知的強子是屬於同一層次的。

粒子分類

隨著人們對於粒子物理規律認識的深入，共振態的觀念已經變化。為避免不必要的含混，粒子物理學中把粒子分為兩類：穩定粒子和共振態。凡是不能通過強相互作用衰變的粒子稱為穩定粒子；凡是可通過強相互作用衰變的粒子稱為共振態。按這個理解，共振態一定是強子，可和穩定粒子中的強子屬同一層次。共振態和穩定粒子的區分在於衰變的相互作用機制不同，而不應簡單地歸於壽命的長短。

簡要說明

在強相互作用中觀察到兩個或多個粒子結合成一個極短壽命的複合粒子。如在π介子被質子（p）散射的實驗中，當質心能量為1236 MeV時散射截面出現共振峰。從共振峰的寬度推知組合粒子的壽命為5×10^－24s，在強相互作用的時間標度內，π⁺和p結合成了一個複合粒子，稱為Δ（1236）粒子，它是一個重子共振態，具有重子的特性。共振態具有確定的量子數。