Гиперон
| Стандартная модель физики элементарных частиц |
|---|
 |
В физике элементарных частиц гипероном называется любой барион , содержащий один или несколько странных кварков , но не содержащий ни очарования , ни нижнего , ни верхнего кварка . [1] Эта форма материи может существовать в стабильной форме в ядре некоторых нейтронных звезд. [2] обозначаются символом Y. Гипероны иногда [3]
и исследования История
Первые исследования гиперонов произошли в 1950-х годах и подтолкнули физиков к созданию организованной классификации частиц.
Этот термин был придуман французским физиком Луи Лепренс-Ренге в 1953 году. [4] [5] и впервые объявлено на конференции по космическим лучам в Баньер-де-Бигор в июле того же года, согласовано Лепренсом-Ринге, Бруно Росси , К. Ф. Пауэллом , Уильямом Б. Фреттером и Бернаром Петерсом . [6]
Сегодня исследования в этой области проводятся на основе данных, полученных на многих объектах по всему миру, включая CERN , Fermilab , SLAC , JLAB , Brookhaven National Laboratory , KEK , GSI и других. Темы физики включают поиск нарушений CP , измерение спина , исследование возбужденных состояний (обычно называемое спектроскопией ) и охоту за экзотическими формами, такими как пентакварки и дибарионы .
Свойства и поведение [ править ]
Будучи барионами, все гипероны являются фермионами . То есть они имеют полуцелый спин и подчиняются статистике Ферми – Дирака . Все гипероны взаимодействуют посредством сильного ядерного взаимодействия , что делает их разновидностью адронов . Они состоят из трех легких кварков , по крайней мере один из которых является странным кварком , что делает их странными барионами.
Возбужденные гиперонные резонансы и гипероны в основном состоянии со знаком «*», включенным в их обозначение, распадаются в результате сильного взаимодействия . Для Ω⁻, а также для более легких гиперонов этот режим распада невозможен, учитывая массы частиц и сохранение аромата и изоспина, необходимых при сильных взаимодействиях. Вместо этого они слабо распадаются с несохраняющейся четностью . Исключением является Σ⁰ распадается , который электромагнитно на Λ из-за наличия тех же квантовых чисел аромата. Тип взаимодействия, в результате которого происходят эти распады, определяет среднее время жизни, поэтому слабораспадающиеся гипероны значительно более долговечны, чем те, которые распадаются в результате сильных или электромагнитных взаимодействий. [7]
Список [ править ]
| Частица | Символ | Составить | Оставшаяся масса ( МэВ / c 2 ) | Изоспин , я | Спин , паритет , Дж П | вопрос ( е ) | С | С | Б' | Средний срок службы ( с ) | Обычно распадается на |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Лямбда [8] | л 0 | в д с | 1 115.683(6) | 0 | 1 ⁄ 2 + | 0 | −1 | 0 | 0 | 2.60 × 10 −10 [9] | п + + п − или н 0 + п 0 |
| Лямбда- резонанс [10] | л (1405) | в д с | 1 405.1(+1.3 -1.0) | 0 | 1 ⁄ 2 − | 0 | −1 | 0 | 0 | С + п | |
| Лямбда- резонанс [11] | л (1520) | в д с | 1 519(1) | 0 | 3 ⁄ 2 − | 0 | −1 | 0 | 0 | Н + К или С + п или л + 2 п | |
| Сигма [12] | С + | в в с | 1 189.37(7) | 1 | 1 ⁄ 2 + | +1 | −1 | 0 | 0 | (8.018 ± 0.026) × 10 −11 | п + + п 0 или н 0 + п + |
| Сигма [13] | С 0 | в д с | 1 192.642(24) | 1 | 1 ⁄ 2 + | 0 | −1 | 0 | 0 | (7.4 ± 0.7) × 10 −20 | л 0 + с |
| Сигма [14] | С − | д д с | 1 197.449(30) | 1 | 1 ⁄ 2 + | −1 | −1 | 0 | 0 | (1.479 ± 0.011) × 10 −10 | н 0 + п − |
| Сигма- резонанс [15] | С ∗+ (1385) | в в с | 1 382.8(4) | 1 | 3 ⁄ 2 + | +1 | −1 | 0 | 0 | л + п или С + п | |
| Сигма- резонанс [15] | С ∗0 (1385) | в д с | 1 383.7±1.0 | 1 | 3 ⁄ 2 + | 0 | −1 | 0 | 0 | л + п или С + п | |
| Сигма- резонанс [15] | С ∗− (1385) | д д с | 1 387.2(5) | 1 | 3 ⁄ 2 + | −1 | −1 | 0 | 0 | л + п или С + п | |
| Си [16] | Х 0 | в с с | 1 314.86(20) | 1 ⁄ 2 | 1 ⁄ 2 + | 0 | −2 | 0 | 0 | (2.90 ± 0.09) × 10 −10 | л 0 + п 0 |
| Си [17] | Х − | д с с | 1 321.71(7) | 1 ⁄ 2 | 1 ⁄ 2 + | −1 | −2 | 0 | 0 | (1.639 ± 0.015) × 10 −10 | л 0 + п − |
| Си резонанс [18] | Х ∗0 (1530) | в с с | 1 531.80(32) | 1 ⁄ 2 | 3 ⁄ 2 + | 0 | −2 | 0 | 0 | Х + п | |
| Си резонанс [18] | Х ∗− (1530) | д с с | 1 535.0(6) | 1 ⁄ 2 | 3 ⁄ 2 + | −1 | −2 | 0 | 0 | Х + п | |
| Омега [19] | Ой − | с с с | 1 672.45(29) | 0 | 3 ⁄ 2 + | −1 | −3 | 0 | 0 | (8.21 ± 0.11) × 10 −11 | л 0 + К − или Х 0 + п − или Х − + п 0 |
Примечания:
- Поскольку странность сохраняется благодаря сильным взаимодействиям , некоторые гипероны в основном состоянии не могут сильно распадаться. Однако они участвуют в сильных взаимодействиях.
л 0
также может распадаться в редких случаях посредством этих процессов:
л 0
→
п +
+
и −
+
н
и
л 0
→
п +
+
м −
+
н
м
Х 0
и
Х −
также известны как «каскадные» гипероны, поскольку они проходят двухступенчатый каскадный распад на нуклон .- The
Ой −
имеет барионное число +1 и гиперзаряд -2, что придает ему странность -3. требуется несколько слабых распадов Чтобы он распался на протон или нейтрон, Мюррея Гелл-Манна и Юваля Неемана с изменением вкуса. Модель SU(3) (иногда называемая Восьмеричным путем ) предсказала существование этого гиперона, его массу и то, что он будет подвергаться лишь слабым процессам распада. Экспериментальные доказательства его существования были обнаружены в 1964 году в Брукхейвенской национальной лаборатории . Дальнейшие примеры его образования и наблюдения с помощью ускорителей частиц подтвердили модель SU(3).
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Грейнер, Уолтер (2001). «Структура вакуума и элементарной материи: от сверхтяжелых через гиперматерию к антиматерии». В Ариасе, Дж. М.; Лозано, М. (ред.). Продвинутый курс современной ядерной физики . Конспект лекций по физике. Том. 581. стр. 316–342. дои : 10.1007/3-540-44620-6_11 . ISBN 978-3-540-42409-3 .
- ^ Шаффнер-Билич, Юрген; и др. (2002), «Фазовый переход к гиперонной материи в нейтронных звездах», Physical Review Letters , 89 (17): 171101, arXiv : astro-ph/0005490 , Bibcode : 2002PhRvL..89q1101S , doi : 10.1103/PhysRevLett.89.171101 , ПМИД 12398654 , S2CID 18759347 , 171101
- ^ Толос, Л.; Фаббиетти, Л. (май 2020 г.). «Странности в ядрах и нейтронных звездах». Прогресс в области физики элементарных частиц и ядерной физики . 112 : 41. arXiv : 2002.09223 . Бибкод : 2020ПрПНП.11203770Т . дои : 10.1016/j.ppnp.2020.103770 . S2CID 211252559 .
- ^ Дегранж, Бернар; Фонтен, Жерар; Флери, Патрик (2013). «Отслеживание вклада Луи Лепренса-Ренге в физику космических лучей» . Физика сегодня . 66 (6): 8. Бибкод : 2013ФТ....66ф...8Д . дои : 10.1063/PT.3.1989 . ISSN 0031-9228 .
- ^ Равель, Оливье (2013). Ормс, Джонатан Ф. (ред.). Ранние исследования космических лучей во Франции . Столетний симпозиум 2012: Открытие космических лучей. Материалы конференции AIP. Том. 1516. Денвер, США: Американский институт физики. стр. 67–71. Бибкод : 2013AIPC.1516...67R . дои : 10.1063/1.4792542 . ISBN 978-0-7354-1137-1 .
- ^ Дж. В. Кронин (2011). «Конференция по космическим лучам 1953 года в Баньер-де-Бигор: рождение субатомной физики». Европейский физический журнал H . 36 (2): 183–201. arXiv : 1111.5338 . Бибкод : 2011EPJH...36..183C . дои : 10.1140/epjh/e2011-20014-4 . S2CID 119105540 . См., в частности, рис. 5.
- ^ Мартин, БР (2017). Физика элементарных частиц (Четвертое изд.). Чичестер, Западный Суссекс, Великобритания. ISBN 9781118911907 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ «Группы данных о частицах: Обзор физики элементарных частиц за 2006 г. - Лямбда» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 сентября 2008 г. Проверено 20 апреля 2008 г.
- ^ «Обзор физических частиц – барионы» . Архивировано из оригинала 28 февраля 2008 г. Проверено 20 апреля 2008 г.
- ^ «Группы данных о частицах: Обзор физики элементарных частиц за 2006 г. - Лямбда» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 сентября 2008 г. Проверено 20 апреля 2008 г.
- ^ «Группы данных о частицах: Обзор физики элементарных частиц за 2006 г. - Лямбда» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 сентября 2008 г. Проверено 20 апреля 2008 г.
- ^ «Группы данных о частицах: Обзор физики элементарных частиц 2006 г. - Sigma +» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 сентября 2008 г. Проверено 20 апреля 2008 г.
- ^ «Группы данных о частицах: Обзор физики элементарных частиц, 2006 г. - Sigma0» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 сентября 2008 г. Проверено 20 апреля 2008 г.
- ^ «Группы данных о частицах: Обзор физики элементарных частиц, 2006 г. - Сигма-» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 сентября 2008 г. Проверено 20 апреля 2008 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с «Группы данных о частицах: Обзор физики элементарных частиц, 2006 г. - Sigma (1385)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 сентября 2008 г. Проверено 20 апреля 2008 г.
- ^ «Группы данных о частицах: Обзор физики элементарных частиц 2006 г. - Xi0» (PDF) . Проверено 20 апреля 2008 г.
- ^ «Группы данных о частицах: Обзор физики элементарных частиц, 2006 г. - Xi-» (PDF) . Проверено 20 апреля 2008 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Группы данных о частицах: Обзор физики элементарных частиц, 2006 г. - Xi (1530)» (PDF) . Проверено 20 апреля 2008 г.
- ^ «Группы данных о частицах: Обзор физики элементарных частиц за 2006 г. - Омега-» (PDF) . Проверено 20 апреля 2008 г.
- Семат, Генри; Олбрайт, Джон Р. (1984). Введение в атомную и ядерную физику . Чепмен и Холл . ISBN 0-412-15670-9 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
