Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с лямбда-частицы )
Перейти к навигации Перейти к поиску

В барионах Lambda представляют собой семейство элементарных адронный частиц , содержащих один кварк , один вниз кварк и третий кварк из высшего аромата поколения, в комбинации , где функция квантовой волны меняет знак на вкус любых два кварков быть обменены (таким образом , отличается от бариона сигмы ). Таким образом , они являются барионами с полным изоспином 0 и имеют либо нейтральный электрический заряд, либо элементарный заряд +1.

Обзор [ править ]

Лямбда-барион
Λ0
была впервые открыта в октябре 1950 г. В. Д. Хоппером и С. Бисвасом из Мельбурнского университета как нейтральная V-частица с протоном в качестве продукта распада, что позволило правильно определить ее как барион , а не мезон , [1] т.е. по своему характеру отличается от K-мезона, открытого в 1947 году Рочестером и Батлером; [2] они были произведены космическими лучами и обнаружены в фотоэмульсиях, запущенных на воздушном шаре на высоте 70 000 футов (21 000 м). [3] Хотя ожидалось, что частица проживет~ 10 −23  с , [4] он действительно просуществовал~ 10 −10  с . [5] Свойство, которое заставило его жить так долго, было названо странностью и привело к открытию странного кварка. [4] Кроме того, эти открытия привели к принципу, известному как сохранение странности , согласно которому легкие частицы не распадаются так быстро, если проявляют необычность (поскольку неслабые методы распада частиц должны сохранять странность распадающегося бариона). [4]
Λ0
 со своей структурой uds-кварка может распадаться под действием слабой силы следующим образом: его s (т.е. странный) кварк распадается на (1) au-кварк, который затем соединяется с оставшимися u & d-кварками, образуя протон, и (2) слабая сила
W-
 бозон, который затем распадается на
π-
частица. [6]

В 1974 и 1975 годах международная группа в Фермилабе, в которую входили ученые из Фермилаба и семи европейских лабораторий под руководством Эрика Бурхопа, провела поиск новой частицы, существование которой Бурхоп предсказал в 1963 году. Он предположил, что нейтрино взаимодействия могут создавать короткоживущие (возможно, всего 10 -14  с) частицы, которые могут быть обнаружены с помощью ядерной эмульсии . Эксперимент E247 в Фермилабе успешно обнаружил частицы со временем жизни порядка 10 -13  с. Последующий эксперимент WA17 с SPS подтвердил существование
Λ+
c (очарованный лямбда-барион) с временем полета (7,3 ± 0,1) × 10 −13  с . [7] [8]

В 2011 году международная команда JLab использовала спектрометрические измерения с высоким разрешением реакции H (e, e′K + ) X при малом Q 2 (E-05-009), чтобы определить положение полюса в плоскости комплексной энергии ( первичная сигнатура резонанса) для лямбда (1520) с массой = 1518,8 МэВ и шириной = 17,2 МэВ, которые кажутся меньше их значений Брейта – Вигнера. [9] Это было первое определение полюса гиперона .

Лямбда-барион также наблюдается в атомных ядрах, называемых гиперядрами . Эти ядра содержат такое же количество протонов и нейтронов, что и известные ядра, но также содержат одну или, в редких случаях, две лямбда-частицы. [10] В таком сценарии лямбда скользит в центр ядра (это не протон или нейтрон, и, следовательно, на него не влияет принцип исключения Паули ), и оно связывает ядро ​​более плотно вместе из-за его взаимодействие через сильную силу. В изотопе лития (Λ 7 Li) он уменьшил ядро ​​на 19%. [11]

Типы лямбда-барионов [ править ]

Лямбда-барионы обычно обозначаются символами
Λ0
,
Λ+
c,
Λ0
б, а также
Λ+
т. В этом обозначении верхний индекс указывает, является ли частица электрически нейтральной ( 0 ) или несет положительный заряд ( + ). Знак нижнего индекса или его отсутствие указывает, является ли третий кварк странным кварком (
Λ0
) (без индекса), очаровательный кварк (
Λ+
c) , нижний кварк (
Λ0
б) или топ-кварк (
Λ+
т) . Физики не ожидают увидеть лямбда-барион с топ-кварком, потому что Стандартная модель физики элементарных частиц предсказывает, что среднее время жизни топ-кварков примерно равно5 × 10 −25 секунд; [12] то есть о1/20средней шкалы времени для сильных взаимодействий , которая указывает на то, что топ-кварк распадется до того, как лямбда-барион сможет образовать адрон .

В этом списке встречаются следующие символы: I ( изоспин ), J ( квантовое число полного углового момента ), P ( четность ), Q ( заряд ), S ( странность ), C ( очарование ), B ′ ( низость ), T ( верхность ), u ( верхний кварк ), d ( нижний кварк ), s ( странный кварк ), c ( очарованный кварк ), b ( нижний кварк ), t ( верхний кварк ), а также другие субатомные частицы.

Античастицы в таблице не указаны; однако они просто превратили бы все кварки в антикварки, и Q, B, S, C, B ', T имели бы противоположные знаки. Значения I, J и P, выделенные красным цветом, не были точно установлены экспериментально, но предсказываются кварковой моделью и согласуются с измерениями. [13] [14] Верхняя лямбда (
Λ+
т) приведен для сравнения, но не ожидается, что он будет наблюдаться, потому что топ-кварки распадаются до того, как успевают адронизироваться . [15]

Лямбда-барионы
Имя частицыСимвол
Содержание кварка		Масса покоя ( МэВ / c 2 )яJ PQ ( e )SCB 'ТСреднее время жизни ( лет )Обычно распадается на
Лямбда [5]
Λ0
тыds1 115 0,683 ± 0,00601/2+0−1000(2,631 ± 0,020) × 10 −10п+ + π- или же
п0 + π0
очарованная лямбда [16]
Λ+
c		тыdc2 286 0,46 ± 0,1401/2++10+100(2,00 ± 0,06) × 10 −13Видеть Λ+ c режимы распада
нижняя лямбда [17]
Λ0
б		тыdб5 620 0,2 ± 1,601/2+000−101,409+0,055
-0,054× 10 −12		Видеть Λ0 б режимы распада
верхняя лямбда †
Λ+
т		тыdт-01/2++1000+1--

† ^ Частица не наблюдается, потому что топ-кварк распадается до того, как адронизируется.

См. Также [ править ]

  • Список барионов

Ссылки [ править ]

  1. ^ Хоппер, В.Д .; Бисвас, С. (1950). «Свидетельства о существовании новой нестабильной элементарной нейтральной частицы». Phys. Ред . 80 (6): 1099. Bibcode : 1950PhRv ... 80.1099H . DOI : 10.1103 / Physrev.80.1099 .
  2. ^ Рочестер, штат Джорджия; Батлер, CC (1947). «Доказательства существования новых нестабильных элементарных частиц». Природа . 160 (4077): 855–7. Bibcode : 1947Natur.160..855R . DOI : 10.1038 / 160855a0 . PMID 18917296 . 
  3. Перейти ↑ Pais, Abraham (1986). Внутренняя граница . Издательство Оксфордского университета. С.  21 , 511–517.
  4. ^ a b c Странный кварк
  5. ^ a b Амслер, C .; и другие. (2008). "Λ" (PDF) . Группа данных по частицам. Списки частиц. Лаборатория Лоуренса Беркли.
  6. ^ лямбда-ноль распадается на протон и пи-минус через слабое взаимодействие
  7. ^ Мэсси, Харри ; Дэвис, Д.Х. (ноябрь 1981 г.). «Эрик Генри Стоунли Берхоп 31 января 1911 - 22 января 1980». Биографические воспоминания членов Королевского общества . 27 : 131–152. DOI : 10.1098 / RSBM.1981.0006 . JSTOR 769868 . 
  8. ^ Burhop, Эрик (1933). Полосные спектры двухатомных молекул (MSc). Мельбурнский университет.
  9. ^ Qiang, Y .; и другие. (2010). «Свойства резонанса лямбда (1520) по данным высокоточного электротехнического производства». Физика Письма Б . 694 (2): 123–128. arXiv : 1003,5612 . DOI : 10.1016 / j.physletb.2010.09.052 .
  10. ^ "Информационное сообщение: самое тяжелое известное антивещество" . bnl.gov.
  11. ^ Brumfiel, Geoff (1 марта 2001). «Невероятное сокращающееся ядро» . Физический обзор . 7 (11).
  12. ^ Quadt, A. (2006). «Физика топ-кварков на адронных коллайдерах» (PDF) . Европейский физический журнал C . 48 (3): 835–1000. Bibcode : 2006EPJC ... 48..835Q . DOI : 10.1140 / epjc / s2006-02631-6 .
  13. ^ Амслер, C .; и другие. (2008). «Барионы» (PDF) . Группа данных по частицам. Сводные таблицы по частицам. Лаборатория Лоуренса Беркли.
  14. ^ Körner, JG; Krämer, M .; Пирджол, Д. (1994). «Тяжелые барионы». Прогресс в физике элементарных частиц и ядерной физике . 33 : 787–868. arXiv : hep-ph / 9406359 . Bibcode : 1994PrPNP..33..787K . DOI : 10.1016 / 0146-6410 (94) 90053-1 .
  15. ^ Хо-Ким, Куанг; Фам, Сюан Йем (1998). «Кварки и SU (3) симметрия». Элементарные частицы и их взаимодействия: понятия и явления . Берлин: Springer-Verlag. п. 262. ISBN. 978-3-540-63667-0. OCLC  38965994 . Поскольку верхний кварк распадается до того, как он может быть адронизирован, нет никаких связанных состояний и нет мезонов или барионов с верхним ароматом ...
  16. ^ Амслер, C .; и другие. (2008). "Λc" (PDF) . Группа данных по частицам. Списки частиц. Лаборатория Лоуренса Беркли.
  17. ^ Амслер, C .; и другие. (2008). "Λб" (PDF) . Группа данных по частицам. Списки частиц. Лаборатория Лоуренса Беркли.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Amsler, C .; и другие. (2008). «Обзор физики элементарных частиц» (PDF) . Физика Письма Б . 667 (1–5): 1–6. Bibcode : 2008PhLB..667 .... 1A . DOI : 10.1016 / j.physletb.2008.07.018 .
  • Caso, C .; и другие. (1998). «Обзор физики элементарных частиц». Европейский физический журнал C . 3 (1–4): 1–783. Bibcode : 1998EPJC .... 3 .... 1P . DOI : 10.1007 / s10052-998-0104-х .
  • Нейв, Р. (12 апреля 2005 г.). «Лямбда-барион» . Гиперфизика . Проверено 14 июля 2010 года .