1). Барионный октуплет с «внешними» квантовыми числами: , и . Этот мультиплет рассматривался в предыдущем параграфе, как пример применения восьмеричного формализма.

Обращает на себя внимание, что две частицы и имеют одинаковый кварковый состав. Очевидно, что такого быть не может. Для разрешения этой трудности квар­кам было приписано дополнительное квантовое число, принимающее три значения. Можно сказать также, что существует три сорта кварков каждого из шести типов. Новое квантовое число назвали цветом, а три его значения обозначили символами R (red – красный), G (green – зеленый), В (blue – синий). Обращаем внимание на то, что красный, зеленый и синий цвет являются основными и при смешивании их в равной пропорции получается белый цвет. Анти­кваркам приписываются «антицвета», которые можно рассматривать как дополнительные к основным цветам. В этом контексте типы кварков и, d, s, c, b, t обычно называются ароматами. Таким образом, у кварков имеется шесть ароматов и три цвета. Цвет является «внутренним» квантовым числом, а наблюдаемые частицы не должны иметь цвета, то есть должны быть белыми. Поэтому две частицы и , состоящие из одинаковых кварков, имеют в своем составе одинаковые кварки разных цветов.

2). Мезонный октуплет с «внешними» квантовыми числами: , и .

Таким образом, барионы строятся из трех кварков разных цветов, а мезоны конструируются из кварка и анти­кварка с «антицветом», который можно рассматривать как дополнительный к цвету кварка.

Из сформулированных правил построения адронов следует, что все они являются белыми, или бесцветными, частицами. Этим же свойством обладают и лептоны, только у них в отличие от адронов нет даже «скрытого» цвета: лептоны — истинно элементар­ные частицы, а цвет им вообще не приписывается.

Теперь возникает естественный вопрос, насколько реально существование самих кварков. Экспериментаторы интенсивно искали их, причем самыми разными способа­ми и в самых различных источниках (на ускорителях, в космическом излуче­нии и т. п.). Однако все попытки непосредственной регистрации кварков оказались безуспешными.

Сейчас общепринята точка зрения, согласно которой кварки, будучи цветными объектами, в принципе не могут существовать в свободном состоянии, а могут нахо­диться только внутри белых частиц — адронов.

В частности, нельзя непосредственно зарегистрировать не только сами кварки q, но и дикварки qq, которые также должны нести некоторый цвет. Теоретическое обоснова­ние конфшнмента цвета (его «удержания», «пленения») внутри адронов находится пока в стадии разработки. Решение проблемы кроется в весьма необычных свойствах сил, действующих между кварками: оказывается, энергия взаимодействия кварков не убы­вает с ростом расстояния между ними, как мы привыкли, а возрастает.

И тем не менее кварки вовсе не являются «вещью в себе». Только с их помощью удается описать и объяснить все многообразие свойств и превращений адронов, образующих чрезвычайно широкий класс. Мало того, опыты по рассеянию лептонов высоких энергий на протонах и нейтронах позволили измерить экспериментально основные характеристики кварков. Результаты этих опытов однозначно свидетельству­ют о том, что кварки внутри адронов действительно есть, что их спин равен ¹/₂, что они обладают дробными электрическими зарядами и существуют в трех цветовых раз­новидностях.

Опыты по рассеянию электронов и позитронов из встречных пучков, позволили почти непосредственно «увидеть» кварки. При столкновении эти частицы превращают­ся в фотон (виртуальный), который порождает кварк-антикварковую пару. Полный импульс системы равен нулю, а потому кварк и антикварк разлетаются в проти­воположные стороны. Они не могут существовать в свободном состоянии и «обес­цвечиваются»: каждый генерирует большое количество мезонов, летящих преимущест­венно в его первоначальном направлении. В итоге образуются две достаточно узкие струи мезонов, которые и были зарегистрированы на опыте. Ни одна теоретическая схема, кроме кварковой, не в состоянии объяснить сколько-нибудь естественным способом двухструйную структуру событий и описать характеристики рождающихся мезонов. Принципиальная правильность общих концепций теории кварков сейчас не вызывает никаких сомнений. Кварки несоменно существуют, но только в связанном состоянии.

Таким образом, в итоге оказалось, что на современном уровне мы можем считать: кварки в адронах связаны глюонами.

Кварки участвуют в сильных взаимодействиях, излучая или поглощая глюон g, при этом тип (аромат) кварка остается неизменным, цвет кварка может измениться.

Кварки участвуют в электромагнитных взаимодействиях, излучая или поглощая γ- квант, при этом не изменяется ни цвет, ни тип (аромат) кварков.

Кварки участвуют в слабых взаимодействиях, излучая или поглощая или Z-бозоны, при этом может изменяться тип (аромат) кварка, цвет кварка при этом остается без изменения.

Подводя итог написанному в данной главе можно сказать, что сделан следующий шаг вниз по лесенке элементарности. По современным представлениям роль истинно элементарных частиц могут играть так называемые фундаментальные фермионы. Таких фермионов 12 – шесть лептонов и шесть кварков. Фундаментальные фермионы объединены в три поколения, которые отображены в таблице 6.4

Таблица 6.4. Фундаментальные фермионы

Поколения фундаментальных фермионов	Фундаментальные фермионы
	лептоны	кварки
Первое поколение
Второе поколение
Третье поколение

Безусловно, введение всего 12 истинно элементарных частиц соответствует хорошей, завершенной модели. Природа не любит излишеств. Тем не менее, данная модель соответствует нашему современному уровню знаний, а поэтому проблема элементарности возможно еще и не закрыта.