Гиперон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
У этого термина существуют и другие значения, см. Гиперон (значения).

Гиперо́ны — семейство элементарных частиц, барионы, содержащие минимум один s-кварк, но не содержащие более тяжёлых кварков (c и b)[1]. Таким образом, у всех гиперонов ненулевая странность, но нулевые очарование и прелесть.

Свойства гиперонов

Комбинация трех u-, d- или s-кварков с общим спином 3/2 формирует так называемый барионный декуплет. Шесть частиц в нижних рядах — гипероны, причём Ξ- и Σ-гипероны здесь в возбуждённых состояниях (обозначено звёздочкой), поскольку их основные состояния имеют спин 1/2 и входят в октет, см. рисунок ниже
Комбинация трех u-, d- или s-кварков с общим спином 1/2 формирует так называемый барионный октет. Шесть частиц в нижних рядах — гипероны

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 10−10 секунды (за исключением Σ0-гиперона, распадающегося за 7,4·10−20 с).

Гипероны были открыты в

К-мезонов
(в последних тоже содержатся s-кварки).

Классификация гиперонов

Кварковая модель вводит классификацию для гиперонов.

Гипероны с одним s-кварком обозначаются греческими буквами Λ (

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 + 

МэВ
), например: Σ(1385)− обозначает возбуждённое состояние сигма-минус-гиперона с массой 1382,8 МэВ.

Ω−-гиперон имеет странность −3, поэтому в процессе

Мюррея Гелл-Манна (иногда называемая Восьмеричный путь
) не была окончательно подтверждена.

Исследования гиперонов

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

возбуждённых состояний (обычно называемые спектроскопия) и поиски экзотических состояний, таких как пентакварки
.

См. также

Примечания

  1. ↑ Самый тяжёлый, t-кварк, как известно, не может входить в состав частиц, поскольку его время жизни слишком мало, чтобы успевали образоваться связанные состояния.
  2. doi:10.1038/167501a0
    .