Υπερόνιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση

Στη σωματιδιακή φυσική, ένα υπερόνιο είναι κάθε βαρυόνιο που περιέχει ένα ή περισσότερα strange κουάρκ, αλλά όχι charm, bottom ή Tοπ κουάρκ . [1] Αυτή η μορφή ύλης μπορεί να υπάρχει σε σταθερή μορφή στον πυρήνα ορισμένων άστρων νετρονίων. [2]

Ιστορία και έρευνα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η πρώτη έρευνα για τα υπερόνια έγινε τη δεκαετία του 1950 και ώθησε τους φυσικούς στη δημιουργία μιας οργανωμένης ταξινόμησης σωματιδίων.

Ο όρος επινοήθηκε από τον Γάλλο φυσικό Louis Leprince-Ringuet το 1953, [3] και ανακοινώθηκε για πρώτη φορά στη διάσκεψη των κοσμικών ακτίνων στο Bagnères de Bigorre τον Ιούλιο του ίδιου έτους, που συμφωνήθηκε από τους Leprince-Ringuet, Rossi . Πάουελ, Φρέτερ και Πίτερς . [4]

Σήμερα, έρευνα σε αυτόν τον τομέα πραγματοποιείται σε δεδομένα που λαμβάνονται σε πολλές εγκαταστάσεις σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων των CERN, Fermilab, SLAC, JLAB, Brookhaven National Laboratory, KEK, GSI και άλλων. Τα θέματα της φυσικής περιλαμβάνουν αναζητήσεις για παραβίαση CP, μετρήσεις περιστροφής, μελέτες διεγερμένων καταστάσεων (κοινώς αναφέρεται ως φασματοσκοπία ) και κυνήγι για εξωτικές καταστάσεις όπως τα πεντακουάρκ και τα διβαρυόνια .

Ιδιότητες και συμπεριφορά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ένας συνδυασμός τριών u, d ή s-κουάρκ με συνολικό σπιν 3/2 σχηματίζουν το λεγόμενο decuplet βαρυονίου . Τα κάτω έξι είναι υπερόνια.

Όντας βαρυόνια, όλα τα υπερόνια είναι φερμιόνια . Δηλαδή, έχουν περιστροφή μισού ακέραιου αριθμού και υπακούουν στις στατιστικές Fermi–Dirac . Όλα τα υπερόνια αλληλεπιδρούν μέσω της ισχυρής πυρηνικής δύναμης, καθιστώντας τα είδη αδρονίων . Αποτελούνται από τρία ελαφρά κουάρκ, τουλάχιστον ένα από τα οποία είναι ένα strange κουάρκ, που τα κάνει παράξενα βαρυόνια. Τα υπερόνια εδαφικής κατάστασης αποσυντίθενται ασθενώς με μη διατηρημένη ισοτιμία . Οι διεγερμένοι συντονισμοί υπερονίων τυπικά διασπώνται από ισχυρές διασπάσεις στα υπερόνια θεμελιωδών καταστάσεων, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα.

Λίστα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Υπερόνια
Σωματίδιο Σύμβολο Διαμόρφωση Μάζα σε ηρεμία

(MeV/c2)
Ισοσπίν,

I
Ισοτιμία

Σπίν, ,JP

Q

(e)
S C B' Μέση

Ζωή (s)

Συνήθως

διασπάται σε

Lambda[5] Λ0 uds 1 115.683(6) 0 12+ 0 −1 0 0 2.60[6] p+ + π- ή

n0 + π0

Lambda αντήχηση[7] Λ(1405) uds 1 405.1(+1.3 -1.0) 0 12 0 −1 0 0 Σ + π
Lambda αντήχηση[8] Λ(1520) uds 1 519(1) 0 32 0 −1 0 0 Ν + Κ ή Σ

+ π ή Λ +2π

Sigma[9] Σ+ uus 1 189.37(7) 1 12+ +1 −1 0 0 8.018±0.026 p+ + π0 ή

n0 + π+

Sigma[10] Σ0 uds 1 192.642(24) 1 12+ 0 −1 0 0 7.4±0.7 Λ0 + γ
Sigma[11] Σ- dds 1 197.449(30) 1 12+ −1 −1 0 0 1.479±0.011 n0 + π-
Sigma αντήχηση[12] Σ*+(1385) uus 1 382.8(4) 1 32+ +1 −1 0 0 Λ + π ή

Σ +π

Sigma αντήχηση[12] Σ*0(1385) uds 1 383.7±1.0 1 32+ 0 −1 0 0 Λ + π ή

Σ+ π

Sigma αντήχηση[12] Σ*-(1385) dds 1 387.2(5) 1 32+ −1 −1 0 0 Λ + π ή

Σ +π

Xi[13] Ξ0 uss 1 314.86(20) 12 12+ 0 −2 0 0 2.90±0.09 Λ0 + π0
Xi[14] Ξ- dds 1 321.71(7) 12 12+ −1 −2 0 0 1.639±0.015 Λ0 + π-
Xi αντίχυση[15] Ξ*0(1530) uss 1 531.80(32) 12 32+ 0 −2 0 0 Ξ + π
Xi αντίχυση[15] Ξ*-(1530) dss 1 535.0(6) 12 32+ −1 −2 0 0 Ξ+ π
Omega[16] Ω- sss 1 672.45(29) 0 32+ −1 −3 0 0 8.21±0.11 Λ0 + Κ- ή

Ξ0 + π- ή

Ξ- + π0

Σημειώσεις:

  • Δεδομένου ότι η παραξενιά διατηρείται από τις ισχυρές αλληλεπιδράσεις, τα υπέρονια θεμελιωδών καταστάσεων δεν μπορούν να αποσυντίθενται έντονα. Ωστόσο, συμμετέχουν σε ισχυρές αλληλεπιδράσεις.
  • Λ0 μπορεί επίσης να αποσυντεθεί σε σπάνια περιστατικά μέσω αυτών των διαδικασιών:
    Λ0 → p+ + e- + v̅e
    Λ0 → p+ + μ- + v̅μ
  • Ξ0 και Ξ- είναι επίσης γνωστά ως «καταρράκτες» υπερόνια, καθώς περνούν από μια διαδοχική διάσπαση δύο σταδίων σε ένα νουκλεόνιο.
  • Το Ω- έχει αριθμό βαρυονίου +1 και υπερφόρτιση −2, δίνοντάς του παραξενιά −3.

Χρειάζονται πολλαπλές αδύναμες διασπάσεις που αλλάζουν τη γεύση για να είναι ασαφές να διασπαστεί σε πρωτόνιο ή νετρόνιο. Το μοντέλο SU(3) των Murray Gell-Mann και Yuval Ne'eman (μερικές φορές αποκαλείται Οκταπλός Τρόπος ) προέβλεψε την ύπαρξη, τη μάζα αυτού του υπερονίου και ότι θα υποστεί μόνο αδύναμες διαδικασίες αποσύνθεσης. Πειραματικά στοιχεία για την ύπαρξή του ανακαλύφθηκαν το 1964 στο Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven . Περαιτέρω παραδείγματα σχηματισμού και παρατήρησής του με χρήση επιταχυντών σωματιδίων επιβεβαίωσαν το μοντέλο SU(3).

Δείτε επίσης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Bιβλιογραφικές αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

 

  1. Greiner, Walter (2001). «Structure of vacuum and elementary matter: from superheavies via hypermatter to antimatter.». Στο: Arias, J.M. An Advanced Course in Modern Nuclear Physics. Lecture Notes in Physics. 581. σελίδες 316–342. ISBN 978-3-540-42409-3. 
  2. Schaffner-Bielich, Jürgen; Hanauske, Matthias; Stöcker, Horst; Greiner, Walter (2002), «Phase Transition to Hyperon Matter in Neutron Stars», Physical Review Letters 89 (17): 171101, doi:10.1103/PhysRevLett.89.171101, 171101, PMID 12398654 
  3. Degrange, Bernard; Fontaine, Gérard; Fleury, Patrick (2013). «Tracking Louis Leprince-Ringuet's contributions to cosmic-ray physics» (στα αγγλικά). Physics Today 66 (6): 8. doi:10.1063/PT.3.1989. ISSN 0031-9228. Bibcode2013PhT....66f...8D. http://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.1989. 
  4. J.W. Cronin (2011). «The 1953 Cosmic Ray Conference at Bagnères de Bigorre: the Birth of Sub Atomic Physics». The European Physical Journal H 36 (2): 183–201. doi:10.1140/epjh/e2011-20014-4. Bibcode2011EPJH...36..183C.  See in particular Fig. 5.
  5. «Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Lambda» (PDF). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 10 Σεπτεμβρίου 2008. Ανακτήθηκε στις 20 Απριλίου 2008. 
  6. «Physics Particle Overview – Baryons». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 28 Φεβρουαρίου 2008. Ανακτήθηκε στις 20 Απριλίου 2008. 
  7. «Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Lambda» (PDF). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 10 Σεπτεμβρίου 2008. Ανακτήθηκε στις 20 Απριλίου 2008. 
  8. «Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Lambda» (PDF). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 10 Σεπτεμβρίου 2008. Ανακτήθηκε στις 20 Απριλίου 2008. 
  9. «Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma+» (PDF). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 10 Σεπτεμβρίου 2008. Ανακτήθηκε στις 20 Απριλίου 2008. 
  10. «Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma0» (PDF). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 10 Σεπτεμβρίου 2008. Ανακτήθηκε στις 20 Απριλίου 2008. 
  11. «Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma-» (PDF). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 10 Σεπτεμβρίου 2008. Ανακτήθηκε στις 20 Απριλίου 2008. 
  12. 12,0 12,1 12,2 «Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma(1385)» (PDF). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 10 Σεπτεμβρίου 2008. Ανακτήθηκε στις 20 Απριλίου 2008. 
  13. «Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Xi0» (PDF). Ανακτήθηκε στις 20 Απριλίου 2008. 
  14. «Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Xi-» (PDF). Ανακτήθηκε στις 20 Απριλίου 2008. 
  15. 15,0 15,1 «Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Xi(1530)» (PDF). Ανακτήθηκε στις 20 Απριλίου 2008. 
  16. «Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Omega-» (PDF). Ανακτήθηκε στις 20 Απριλίου 2008.