Изотопический спин | это... Что такое Изотопический спин? (original) (raw)

| | Аромат в физике элементарных частиц | п·Ароматы и квантовые числа: Лептонное число: L Барионное число: B Странность: S Очарование: C Прелесть: B' Истинность: T Изоспин: I или Iz Слабый изоспин: Tz Электрический заряд: Q Комбинации: Гиперзаряд: Y Y = 2(Q − Iz) Y = B + S + C + B' + T Слабый гиперзаряд: YW YW = 2(Q − Tz) YW = B − L См. также: CPT-инвариантность CKM-матрица CP-инвариантность Хиральность PMNS-матрица | | ------------------------------------------------------------ | --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |

Изотопи́ческий спин (изоспи́н) — одна из внутренних характеристик (квантовое число), определяющая число зарядовых состояний адронов. В частности, протон и нейтрон (общее наименование этих элементарных частиц — нуклоны) различаются значением проекции изоспина, тогда как абсолютные значения их изоспина одинаковы. Последнее выражает свойство изотопической инвариантности сильного взаимодействия.

С точки зрения сильного взаимодействия, протон и нейтрон являются одинаковыми частицами, а многие другие свойства у них также близки. Поэтому была разработана модель, по которой любой нуклон обладает изотопическим спином, равным 1/2, у которого есть две возможные «проекции» в особом изотопическом пространстве. Когда проекция изотопического спина Iz равна +1/2, то нуклон становится протоном, а когда −1/2 — нейтроном. (Это соглашение о знаках принято в физике элементарных частиц; в ядерной физике для оси z изотопического пространства иногда[1] выбирают противоположное направление[источник не указан 549 дней], чтобы проекция изоспина нейтрона была равна +1/2 и суммарная проекция изоспина у большинства ядер была положительной).

Такое поведение изотопического спина выглядит естественным с точки зрения квантовой механики, поскольку в ней уже есть квантовое число с аналогичными свойствами — спин. По аналогии с этим названием и был введён термин «изотопический спин».

Понятие изотопического спина было предложено в 1936 году Б. Кассеном и Э. Кондоном. Изоспин сохраняется во всех процессах, обусловленных сильным взаимодействием, однако нарушается в слабом и электромагнитном взаимодействии. Изоспин I одинаков для всех адронов, образующих изотопический мультиплет, число адронов в таком мультиплете равно 2_I_+1. У каждого адрона в изомультиплете своя проекция изоспина Iz и свой электрический заряд, но одинаковы все остальные квантовые числа (спин, чётность, барионное число, странность и т. д.). Так, изодублет нуклонов (_I_=1/2) состоит из двух членов: протона и нейтрона с _Iz_=±1/2. Изотриплет пионов \pi^+,\, \pi^0,\, \pi^- имеет изоспин 1 и проекции изоспина +1, 0, −1.

Сохранение изоспина в сильных взаимодействиях позволяет приближённо вычислять сечения реакций и предсказывать структуру ядерных уровней в случаях, когда эффекты несохраняющих изоспин взаимодействий малы.

Примечания

  1. ↑ Например, в книге К.Н. Мухина "Введение в ядерную физику", Атомиздат, М., 1974, применяется то же соглашение, что в физике элементарных частиц: изоспин протона равен +1/2.

См. также

Категории:

Wikimedia Foundation.2010.

Полезное

Смотреть что такое "Изотопический спин" в других словарях: