Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Гіперон



План:


Введення

Гіперонів - сімейство елементарних частинок, баріони, що містять мінімум один s-кварк, але не містять більш важких кварків ( c і b) [1]. Таким чином, у всіх гіперонів ненульова дивина, але нульові чарівність і принадність.


1. Властивості гіперонів

Комбінація трьох u -, d - або s-кварків із загальним спіном 3/2 формує так званий баріонний декуплет. Шість частинок в нижніх рядах - гіперонів.

Всі відомі гіперонів складаються з трьох кварків і (як і всі баріони) є ферміонами. Це означає, що у них напівцілий спин, і вони підкоряються статистикою Фермі-Дірака. Всі вони взаємодіють через сильна взаємодія, тобто вони є адронами. Вони складаються з трьох легких кварків, принаймні один з яких - s-кварк, що робить їх дивними баріонами. Гіперонів розпадаються безпосередньо або опосередковано на протон або нейтрон і один або більше мезонів за час від 10 -10 до 10 -8 секунди.

Гіперонів були відкриті в космічних променях в 1947 Батлером і Рочестером, проте їх існування було доведено лише в 1951 [2]. Виявлені частки (лямбда-гіперонів) назвали лямбда-частинками, оскільки в більшості випадків вони розпадалися на протон і заряджений півонія, які утворювали на трекових знімках "вилку", що нагадує букву Λ (трек самого гіперонів не було видно, тому що лямбда- гіперон нейтральний, а спостерігаються треки тільки заряджених частинок). Взаємодія протона з ядром в якому народжувалася частка, спостерігалося на знімку, однак до розпаду нейтральна частинка встигала пройти достатню відстань, щоб "вилка" розпаду не збігалася з точкою народження. Це означало, що нова частинка жила досить довго (2,6 10 -10 с) за мірками мікросвіту. Дивина полягала в тому, що частка брала участь в сильних взаємодіях (це було видно по реакціях, в яких вона народжувалася), а отже, її час життя повинно було бути дуже малим (< 10 -20 с). Парадоксально великий час життя більшості гіперонів пов'язано з тим, що розпад їх основних станів відбувається тільки через слабкі взаємодії, оскільки, як з'ясувалося пізніше, сильні й електромагнітні взаємодії не змінюють дивина - нове квантове число, яке було введено саме для пояснення незвичайного поведінки гіперонів і К-мезонів (в останніх теж містяться s-кварки).


2. Класифікація гіперонів

Кваркова модель вводить класифікацію для гіперонів.

Гіперонів з одним s-кварком позначаються грецькими буквами Λ ( ізоспін 0, електричний заряд 0) і Σ (ізоспін 1, заряд -1, 0, +1). До складу лямбда-і сигма-гіперонів входять також два легких кварка (u - і d -) в різних комбінаціях.

Гіперонів з двома s-кварками позначаються буквою Ξ. Ксі-гіперонів також містять один u - або d-кварк і мають ізоспін 1/2 і заряд відповідно 0 або -1.

Гіперонів, що містять три s-кварка, позначаються буквою Ω, мають нульовий ізоспін і заряд -1.

Антігіперони несуть зворотні квантові числа. Слід зазначити, що Σ - і Σ + не є античастицами по відношенню один до одного, що видно хоча б з їх кваркового складу (dds і uus, відповідно). Нейтральні гіперонів (Λ 0, Σ 0, Ξ 0) не є істинно нейтральними частками (тобто не античастинки для самих себе); так, крім лямбда-нуль-гіперонів, що розпадається найчастіше на протон і негативний півонія, існує анти-лямбда-нуль-гіперонів ( Λ 0), зазвичай розпадається на антипротон і позитивний півонія.

Час життя майже всіх основних станів гіперонів становить близько 10 -10 з . Винятком є Σ 0, який відчуває електромагнітний розпад Σ 0 → Λ 0 + γ за 7,4 10 -20 з . Крім основних довгоживучих станів, існують порушені стану (так звані резонанси), чий час життя складає 10 -22 - 10-24 с . Такі порушені стану гіперонів позначають як основні з додаванням в дужках їх наближеною маси (округляючи з кроком 5 МеВ ), Наприклад: Σ (1385) - позначає збуджений стан сигма-мінус-гіперонів з масою 1382,8 МеВ .

Ω - гіперонів має дивина -3, тому в процесі слабких розпадів його на протон або нейтрон відбувається багаторазова зміна ароматa. Один такий трьохетапний розпад спостерігався в експерименті з космічними променями, але поки інші Ω - не були отримані і досліджені за допомогою прискорювачів елементарних частинок, SU (3) модель Мюррея Гелл-Манна (іноді звана Вісімковій шлях) не була остаточно підтверджена.


3. Дослідження гіперонів

Перші дослідження гіперонів проводилися в 1950-х рр.. і спонукали фізиків створити організовану класифікацію елементарних частинок. У наші дні дослідження в цій області ведуться в багатьох лабораторіях по всьому світу, включаючи ЦЕРН, Фермілабі, SLAC, JLAB, BNL, KEK та інші. Ведуться пошуки порушення CP-інваріантності, вимірювання спинов, дослідження збуджених станів (зазвичай звані спектроскопія) і пошуки екзотичних станів, таких як пентакваркі.


Примітки

  1. Найважчий t, як відомо, не може входити до складу частинок, оскільки його час життя дуже мало, щоб встигали утворитися пов'язані стану.
  2. R. Armenteros et al. (Березень 1951). " Decay of V Particles - www.nature.com/nature/journal/v167/n4248/pdf/167501a0.pdf ". Nature 167 (4248): 501-503. Перевірено 2011-08-02.
Елементарні частинки
Ферміони
Кварки u d c s t b
Лептони e - e + μ - μ + τ - τ + ν e ν e ν μ ν μ ν τ ν τ
Бозони
Калібрувальні бозони γ g W-бозон Z-бозон
Інші Духи
Гіпотетичні
Суперпартнери
Гейджіно Чарджіно Глюіно Гравітіно Нейтраліно
Інші Ксенія Хіггсіно Сферміон
Інші A 0 Ділатон G H 0 J Тахіон X Y W ' Z ' Стерильне нейтрино
Складові частки
Адрони
Ядерна фізика / Гіперони Нуклони ( p p n n ) Δ Λ Σ Ξ Ω
Мезони / Кварконіі π ρ η η ' φ ω J / ψ Υ θ K B D T
Інші Атомні ядра Атоми Екзотичні атоми ( Позитронний Мюони Кварконій) Молекули
Гіпотетичні
Екзотичні адрони
Екзотичні баріони Дібаріон Пентакварк
Екзотичні мезони Глюбол Тетракварк
Інші Мезони молекула Померон
Квазічастинки Солітон Давидова Екситон Біекситона Магнони Фонон Плазмон Поляритон Полярон Прімесон Ротони Біротон Дірка Електрон Куперівська пара Орбітон Фазон Флуктуон Еніон
Списки Список частинок Список квазічастинок Список баріонів Список мезонів Історія відкриття частинок

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас