Hyperlataus

Hiukkasen ylivaraus (merkitty Y ) on baryonin luvun B ja makujen summa : outous S , charm C , charm B´ ja totuus T [1] :

(1)\qquad Y=B+S+C+B^{\alkuluku }+T.

Aluksi vain yksi maku (outollisuus) sisältyi hyperchargen määritelmään, koska ylilatauksen käsite otettiin käyttöön 1950-luvun puolivälissä [2] [3] [4] , kun muita makuja ei ollut vielä löydetty. Vahvaan voimaan liittyvää ylivarausta ei pidä sekoittaa heikkoon ylivaraukseen , jolla on samanlainen rooli sähköheikossa voimassa .

Sähkövaraus ja ylilataus

Gell-Mann-Nishijima-kaava yhdistää hiukkasen ylivarauksen sen sähkövaraukseen ja isospin - projektioon:

(2)\qquad Q=I_{z}+{1 \over 2}Y,

jossa Iz on kolmas isospin - komponentti ja Q on sähkövaraus. Tämä laki sallii vuorostaan ilmaista hypervarauksen isospinin ja sähkövarauksen projektiossa:

(3)\qquad Y=2(Q-I_{z}).

Isospin luo hiukkasmultiplettejä samalla ylivarauksella, joka on kaksinkertainen multipletin keskimääräiseen varaukseen :

(4)\qquad Y=2{\bar Q},

joka on helposti pääteltävissä kohdasta (3), koska ylivaraus on sama kaikille multipletin jäsenille ja multipletin Iz :n keskiarvo on nolla. Esimerkiksi kuvassa Δ-baryonien nelinkertaisen ylivarauksen +1 keskimääräinen varaus on (−1 + 0 + 1 + 2)/4 = +1/2.

Esimerkkejä:

nukleoniryhmän ( protoni + neutroni ) keskimääräinen varaus on (1+0)/2 = +1/2 , joten molemmilla on ylivaraus Y = 1 ( baryoniluku B = +1 , makuarvot ovat 0) . Gell-Mann-Nishijima-kaavasta saadaan, että protonin isospin-projektio on yhtä suuri kuin +1 − 1/2 = +1/2 ja neutronin isospin-projektio on yhtä suuri kuin 0 − 1/2 = −1/ 2 .
Tämä pätee myös kvarkeihin: u-kvarkille , jonka Q = +2/3 ja I z = +1/2 , saamme ylivarauksen 1/3, joka vastaa baryonilukua (koska 3 kvarkkia on tarvitaan baryonin luomiseen, silloin kvarkeilla on baryoniluku ±1/3).
S-kvarkille ( outo kvarkille), jonka varaus on −1/3, baryonin luku 1/3 ja outous −1, ylivaraus on Y = B + S = −2/3 , josta isospin-projektio I z = Q − Y /2 = 0 .

D- ja u-kvarkkien hypervaraukset ovat +1/3, ja muiden kvarkkien hypervaraukset ovat yhtä suuria kuin niiden kaksinkertainen sähkövaraus, koska niiden isospin on nolla: s- ja b-kvarkit ("alempi" ) ylivaraus on −2/3 ja c - ja t-kvarkeilla ("ylempi") - +4/3.

Idean käytännön vanhentuminen

Hypercharge on 1900-luvun puolivälissä kehitetty käsite hiukkasryhmien järjestämiseksi "alkuainehiukkasten eläintarhaan" ja kuvaamaan hiukkasmuunnoksiin perustuvia säilymislakeja.

Merkitään d , u , s , b , c ja t vastaavien kvarkkien lukuja järjestelmässä (lisäksi kvarkki ja antikvarkki antavat +1 ja -1 näihin lukuihin, vastaavasti). Ottaen huomioon, että rahkamakuilla on merkit, jotka osuvat yhteen niiden sähkövarausten merkin kanssa ( S = −s, C = +c, B' = −b, T = +t ), ja että järjestelmän baryoniluku B = 1 ⁄ 3 ( d + u + s + b + c + t ) , voimme ilmaista järjestelmän ylivarauksen sen kvarkkikoostumuksen perusteella:

(5)\qquad Y={1 \over 3}(d+u-2s-2b+4c+4t).

Nykyaikaisissa hadronisen vuorovaikutuksen kuvauksissa on kätevämpää ja selkeämpää piirtää Feynman-kaavioita , jotka jäljittävät baryonien ja mesonien vuorovaikutuksia yksittäisten kvarkkien yhdistelmän kautta, kuin laskea hiukkasten ylivaraukset. Heikkoa ylivarausta käytetään kuitenkin edelleen erilaisissa sähköheikkoteorioissa .

Katso myös

Maku (fysiikka) , baryoniluku ja kvarkkimakujen lataukset: isospin , outous , charm , charm , totuus
Heikko isospin , heikko ylilataus , vakiomalli

Muistiinpanot

↑ Totuus sisältyy vain muodollisesti, se voidaan jättää huomiotta t-kvarkin erittäin lyhyen eliniän vuoksi , joka hajoaa vähemmän massiiviseksi kvarkeiksi ennen kuin kuluu tarpeeksi aikaa vuorovaikutukseen ympäröivien kvarkkien kanssa vahvan voiman kautta.
↑ T. Nakano, K. Nishijima. Varauksen riippumattomuus V-hiukkasille // Teoreettisen fysiikan edistyminen : päiväkirja. - 1953. - Voi. 10 , ei. 5 . - s. 581 . - doi : 10.1143/PTP.10.581 . - .
↑ K. Nishijima. V-hiukkasten varausriippumattomuuden teoria // Teoreettisen fysiikan edistyminen : päiväkirja. - 1955. - Voi. 13 , ei. 3 . - s. 285 . - doi : 10.1143/PTP.13.285 . - .
↑ M. Gell-Mann. Uusien hiukkasten tulkinta siirtyneinä varautuneina multipletteinä // Il Nuovo Cimento : päiväkirja. - 1956. - Voi. 4 , ei. S2 . - s. 848 . - doi : 10.1007/BF02748000 .