Гиперо́ны — семейство элементарных частиц, барионы, содержащие минимум один s-кварк, но не содержащие более тяжёлых кварков (c и b). Таким образом, у всех гиперонов ненулевая (странность), но нулевые очарование и (прелесть).
Свойства гиперонов
![image](https://www.wikidata.ru-ru.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEucnUtcnUubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOW1MMlkyTDBKaGNubHZibDlrWldOMWNHeGxkQzV6ZG1jdk1qSXdjSGd0UW1GeWVXOXVYMlJsWTNWd2JHVjBMbk4yWnk1d2JtYz0ucG5n.png)
![image](https://www.wikidata.ru-ru.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEucnUtcnUubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOW1MMlkyTDBKaGNubHZibDl2WTNSbGRDNXpkbWN2TWpJd2NIZ3RRbUZ5ZVc5dVgyOWpkR1YwTG5OMlp5NXdibWM9LnBuZw==.png)
Все известные гипероны состоят из трёх кварков и (как и все барионы) являются фермионами. Это значит, что у них полуцелый спин, и они подчиняются (статистике Ферми — Дирака). Все они взаимодействуют через сильное взаимодействие, то есть являются адронами. Они состоят из трёх лёгких кварков, по крайней мере один из которых — s-кварк, что делает их странными барионами. Гипероны в основном (невозбуждённом) состоянии распадаются напрямую или опосредованно на протон или нейтрон и один или больше мезонов за время, как правило, около 10−10секунды (за исключением Σ0-гиперона, распадающегося за 7,4·10−20 с).
Гипероны были открыты в космических лучах в 1947 году Батлером и Рочестером, однако их существование было доказано только в 1951 году. Обнаруженные частицы ((лямбда-гипероны)) назвали лямбда-частицами, поскольку в большинстве случаев они распадались на протон и заряженный пион, которые образовывали на трековых снимках «вилку», напоминающую букву Λ (трек самого гиперона не был виден, так как лямбда-гиперон нейтрален, а наблюдаются треки только заряженных частиц). Взаимодействие протона с ядром, в котором рождалась частица, наблюдалось на снимке, однако до распада нейтральная частица успевала пройти достаточное расстояние, чтобы «вилка» распада не совпадала с точкой рождения. Это означало, что новая частица жила достаточно долго (2,6⋅10−10 с) по меркам микромира. Странность заключалась в том, что частица участвовала в сильных взаимодействиях (это было видно по реакциям, в которых она рождалась), а следовательно, её время жизни должно было быть очень малым (<10−20 с). Парадоксально большое время жизни большинства гиперонов связано с тем, что распад их основных состояний происходит только через слабые взаимодействия, поскольку, как выяснилось позже, сильные и электромагнитные взаимодействия не изменяют (странность) — новое квантовое число, которое было введено именно для объяснения необычного поведения гиперонов и (К-мезонов) (в последних тоже содержатся s-кварки).
Классификация гиперонов
В разделе не хватает (см. ). |
Кварковая модель вводит классификацию для гиперонов.
Гипероны с одним s-кварком обозначаются греческими буквами Λ ((изоспин) 0, электрический заряд 0) и Σ (изоспин 1, заряд −1, 0, +1). В состав (лямбда-) и (сигма-гиперонов) входят также два лёгких кварка (u- и d-) в разных комбинациях.
Гипероны с двумя s-кварками обозначаются буквой Ξ. (Кси-гипероны) также содержат один u- или d-кварк и имеют изоспин 1/2 и заряд соответственно 0 или −1.
Гипероны, содержащие три s-кварка, обозначаются буквой Ω. Омега-гипероны имеют нулевой изоспин и заряд −1.
Антигипероны несут обратные квантовые числа. Следует отметить, что Σ− и Σ+ не являются античастицами по отношению друг к другу, что видно хотя бы из их кваркового состава (dds и uus соответственно). Нейтральные гипероны (Λ0, Σ0, Ξ0) не являются (истинно нейтральными частицами) (то есть не античастицы для самих себя); так, кроме лямбда-ноль-гиперона, распадающегося чаще всего на протон и отрицательный пион, существует анти-лямбда-ноль-гиперон (Λ0), обычно распадающийся на антипротон и положительный пион.
Время жизни почти всех основных состояний гиперонов составляет около 10−10 с. Исключением является Σ0, который испытывает электромагнитный распад Σ0 → Λ0 + γ за 7,4⋅10−20 с; этот распад не изменяет странность и поэтому разрешён, тогда как другие электромагнитные распады гиперонов подавлены сохранением странности в электромагнитных и сильных взаимодействиях. Кроме основных долгоживущих состояний, существуют возбуждённые состояния (так называемые (резонансы)), чьё время жизни составляет 10−22—10−24 с. Такие возбуждённые состояния гиперонов обозначают как основные с добавлением в скобках их приближённой массы (округляя с шагом 5 МэВ), например: Σ(1385)− обозначает возбуждённое состояние сигма-минус-гиперона с массой 1382,8 МэВ.
Ω−-гиперон имеет странность −3, поэтому в процессе слабых распадов его на протон или нейтрон происходит многократная смена ароматa. Один такой трёхэтапный распад наблюдался в эксперименте с космическими лучами, но пока другие Ω− не были получены и исследованы при помощи ускорителей элементарных частиц, (SU(3))-модель (Мюррея Гелл-Манна) (иногда называемая (Восьмеричный путь)) не была окончательно подтверждена.
Исследования гиперонов
В разделе не хватает (см. ). |
Первые исследования гиперонов проводились в 1950-х годах и побудили физиков создать организованную классификацию элементарных частиц. В наши дни исследования в этой области ведутся во многих лабораториях по всему миру, включая ЦЕРН, (Фермилаб), (SLAC), (JLAB), BNL, KEK и другие. Ведутся поиски (нарушения CP-инвариантности), измерения спинов, исследования (возбуждённых состояний) (обычно называемые спектроскопия) и поиски экзотических состояний, таких как (пентакварки).
См. также
- (Гиперядро)
- Список частиц
Примечания
- Самый тяжёлый, t-кварк, как известно, не может входить в состав частиц, поскольку его время жизни слишком мало, чтобы успевали образоваться связанные состояния.
- Armenteros R., Barker K. H., Butler C. C., Cachon A., Chapman A. H. Decay of V-Particles (англ.) // Nature. — 1951. — Vol. 167, no. 4248. — P. 501—503. — doi:10.1038/167501a0.
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер