Дельта-барион

Дельта-барион
Состав	; Д ++ ; : ; в ; ; в ; ; в ; ; ; Д + ; : ; в ; ; в ; ; д ; ; ; Д 0 ; : ; в ; ; д ; ; д ; ; ; Д − ; : ; д ; ; д ; ; д ; ;
Статистика	фермионный
Взаимодействия	Сильная , слабая , электромагнитная и гравитационная.
Символ	Д
Типы	4
Масса	1 232 ± 2 МэВ/ c 2
Вращаться	⁠  3  / 2 ⁠ , ⁠  5  / 2 ⁠ , ⁠  7  / 2 ⁠ ...
Странность	0
Очарование	0
Дно	0
Топнесс	0
Изоспин	⁠  3  / 2 ⁠

Дельта -барионы (или $Δ$ -барионы , также называемые дельта-резонансами ) представляют собой семейство субатомных частиц , состоящих из трех верхних или нижних кварков (u- или d-кварков), тех же составляющих кварков, которые составляют более знакомые протоны и нейтроны .

Характеристики

Существуют четыре тесно связанных $Δ-$ бариона :
Д ⁺⁺
(составляющие кварки: uuu),
Д ⁺
(ууд),
Д ⁰
(странно), утка
Д ⁻
(ddd), которые соответственно несут электрический заряд +2 e , +1 e , 0 e и −1 e .

Δ $-$ барионы имеют массу около 1232 . МэВ/ с ²; их третий компонент изоспина $\;I_{3}=\pm {\tfrac {1}{2}}~{\mathsf {or}}~\pm {\tfrac {3}{2}}\;;$ и они должны иметь спин внутренний ⁠ 3/2 выше ( ⁠ или полуцелые единицы). Обычные нуклоны (символ N означает либо протон , либо нейтрон ), напротив, имеют массу около 939 МэВ/ с. ², а также спин и изоспин собственный ⁠ 1/2 ⁠ . $Д +$ (ууд) и $Д 0$ (udd) частицы представляют собой спиновые возбуждения протона с большей массой (
Н ⁺
, новый) и нейтронный (
Н ⁰
, удд) соответственно.

The $Д ++$ и $Д -$ , однако не имеют прямых аналогов нуклонов: например, несмотря на то, что их заряды одинаковы и массы близки, $Д -$ (ddd), не имеет тесного отношения к антипротону (
п
, ууд ).

Обсуждаемые здесь дельта-состояния представляют собой лишь квантовые возбуждения протона и нейтрона с наименьшей массой. При более высоких спинах появляются дополнительные дельта-состояния с более высокой массой, все из которых определяются наличием постоянных ⁠ 3/2 ⁠ или ⁠ 1/2 со (в зависимости ⁠ изоспина от заряда), но спином ⁠  3  / 2 ⁠ , ⁠  5  / 2 ⁠ , ⁠  7  / 2 ⁠ , ..., ⁠ 11/2 ħ ⁠ на $.$ умножить Полный список всех свойств всех этих состояний можно найти у Берингера и др . (2013). ^[1]

Существуют также дельта-состояния античастиц с противоположными зарядами, состоящие из соответствующих антикварков.

Открытие

Состояния были созданы экспериментально на Чикагского университета. циклотроне ^[2]^[3]и Технологического института Карнеги . синхроциклотрон ^[4]в середине 1950-х годов с использованием ускоренных положительных пионов на водородных мишенях. Существование $Д ++$ , с его необычным электрическим зарядом +2 е , стал решающим ключом к развитию кварковой модели .

Формирование и распад

Состояния Дельта создаются, когда достаточно энергичный зонд – такой как фотон , электрон , нейтрино или пион – сталкивается с протоном или нейтроном или, возможно, при столкновении достаточно энергичной пары нуклонов.

Все Δ-барионы с массой около 1 232 МэВ быстро распадаются в результате сильного взаимодействия на нуклон ( протон или нейтрон ) и пион соответствующего заряда. Относительные вероятности разрешенных конечных состояний заряда определяются соответствующими изоспиновыми связями . Реже,
Д ⁺
может распасться на протон и фотон и
Д ⁰
может распадаться на нейтрон и фотон .

Список

Дельта-барионы
Частица имя	Символ	Кварк содержание	Масса ( МэВ / $c$ ²)	$я$ ₃	$Дж$ ^$П$	$вопрос$ ( $е$ )	Средний срок службы ( с )	Обычно распадается на
Дельта ^[1]	$Д ++$ (1 232)	в в в	1 232 ± 2	+ ⁠  3  / 2 ⁠	⁠  3  / 2 ⁠ ⁺	+2	(5.63 ± 0.14) × 10 ⁻²⁴^{^[а]}	п ⁺ + п ⁺
Дельта ^[1]	$Д +$ (1 232)	в в д	1 232 ± 2	+ ⁠ 1 /  2  ⁠	⁠  3  / 2 ⁠ ⁺	+1	(5.63 ± 0.14) × 10 ⁻²⁴^{^[а]}	п ⁺ + н ⁰ , или п ⁰ + п ⁺
Дельта ^[1]	$Д 0$ (1 232)	в д д	1 232 ± 2	⁠− + 1 /  2  ⁠	⁠  3  / 2 ⁠ ⁺	0	(5.63 ± 0.14) × 10 ⁻²⁴^{^[а]}	п ⁰ + н ⁰ , или п ⁻ + п ⁺
Дельта ^[1]	$Д -$ (1 232)	д д д	1 232 ± 2	⁠− +  3  / 2 ⁠	⁠  3  / 2 ⁠ ⁺	−1	(5.63 ± 0.14) × 10 ⁻²⁴^{^[а]}	п ⁻ + н ⁰

^[а] ^ PDG сообщает ширину резонанса (Γ). Здесь преобразование ${\textstyle \tau ={\frac {\hbar }{\Gamma }}}$ вместо этого дается.

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Беринджер, Дж.; и др. ( Группа данных о частицах ) (2013).
Д
(1 232) (PDF) (Отчет). Списки частиц.
^ Андерсон, Х.Л.; Ферми, Э.; Лонг, Э.А.; Нэгл, Делавэр (1 марта 1952 г.). «Полные сечения положительных пионов в водороде». Физический обзор . 85 (5): 936. Бибкод : 1952PhRv...85..936A . дои : 10.1103/PhysRev.85.936 .
^ Хан, ТМ; Снайдер, CW; Уиллард, HB; Баир, Дж.К.; Клема, Эд; Кингтон, JD; Грин, ФП (1 марта 1952 г.). «Нейтроны и гамма-лучи от протонной бомбардировки бериллия». Физический обзор . 85 (5): 934. Бибкод : 1952PhRv...85..934H . дои : 10.1103/PhysRev.85.934 .
^ Эшкин Дж.; Блазер, JP; Файнер, Ф.; Стерн, Миссури (1 февраля 1956 г.). «Пион-протонное рассеяние при энергиях 150 и 170 Мэв» . Физический обзор . 101 (3): 1149–1158. Бибкод : 1956PhRv..101.1149A . дои : 10.1103/PhysRev.101.1149 . hdl : 2027/mdp.39015095214600 .

Библиография

Амслер, К.; и др. ( Группа данных о частицах ) (2008). «Обзор физики элементарных частиц» (PDF) . Буквы по физике Б. 667 (1): 1–6. Бибкод : 2008PhLB..667....1A . дои : 10.1016/j.physletb.2008.07.018 . hdl : 1854/LU-685594 . S2CID 227119789 . Архивировано из оригинала (PDF) 7 сентября 2020 г. Проверено 11 декабря 2019 г.

[PDGDelta-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Беринджер, Дж.; и др. ( Группа данных о частицах ) (2013).
Д
(1 232) (PDF) (Отчет). Списки частиц.

[2] Андерсон, Х.Л.; Ферми, Э.; Лонг, Э.А.; Нэгл, Делавэр (1 марта 1952 г.). «Полные сечения положительных пионов в водороде». Физический обзор . 85 (5): 936. Бибкод : 1952PhRv...85..936A . дои : 10.1103/PhysRev.85.936 .

[3] Хан, ТМ; Снайдер, CW; Уиллард, HB; Баир, Дж.К.; Клема, Эд; Кингтон, JD; Грин, ФП (1 марта 1952 г.). «Нейтроны и гамма-лучи от протонной бомбардировки бериллия». Физический обзор . 85 (5): 934. Бибкод : 1952PhRv...85..934H . дои : 10.1103/PhysRev.85.934 .

[4] Эшкин Дж.; Блазер, JP; Файнер, Ф.; Стерн, Миссури (1 февраля 1956 г.). «Пион-протонное рассеяние при энергиях 150 и 170 Мэв» . Физический обзор . 101 (3): 1149–1158. Бибкод : 1956PhRv..101.1149A . дои : 10.1103/PhysRev.101.1149 . hdl : 2027/mdp.39015095214600 .

[1]

[2]

[3]

[4]