Странность

В физике элементарных частиц странность ( символ S ) ^[1]^[2]— это свойство частиц , выраженное как квантовое число , для описания распада частиц в сильных и электромагнитных взаимодействиях , происходящих за короткий промежуток времени . Странность частицы определяется как:

S=-(n_{\text{s}}-n_{\bar {\text{s}}})

н_сстранных кварков
с
н_сстранных антикварков
с
образования странностей кварк-глюонной плазмы^[3]смешиванием CKM

Термины «странный» и «странность» появились до открытия кварка и были приняты после его открытия, чтобы сохранить непрерывность фразы: странность частиц как -1 и античастиц как +1, согласно первоначальному определению. Для всех ароматных квантовых чисел кварка (странность, очарование , верхность и низость ) соглашение заключается в том, что ароматный заряд и электрический заряд кварка имеют один и тот же знак. При этом любой аромат, переносимый заряженным мезоном, имеет тот же знак, что и его заряд.

Сохранение

Странность была введена Мюрреем Гелл-Манном , ^[4] Абрахамом Паисом , ^[5]^[6] Тадао Накано и Кадзухико Нисидзимой ^[7] для объяснения того факта, что некоторые частицы, такие как каоны или гипероны
Σ
и
Λ
, легко создавались в результате столкновений частиц, но распадались гораздо медленнее, чем ожидалось, из-за их больших масс и больших поперечных сечений образования . Отмечая, что в результате столкновений, по-видимому, всегда образуются пары этих частиц, было высказано предположение, что новая сохраняющаяся величина, получившая название «странность», сохраняется во время их создания, но не сохраняется при их распаде. ^[8]

В нашем современном понимании странность сохраняется при сильных и электромагнитных взаимодействиях , но не при слабых взаимодействиях . Следовательно, легчайшие частицы, содержащие странный кварк, не могут распадаться за счет сильного взаимодействия, а вместо этого должны распадаться за счет гораздо более медленного слабого взаимодействия. В большинстве случаев эти распады меняют величину странности на одну единицу. Однако это не обязательно справедливо для слабых реакций второго порядка, в которых присутствуют смеси
К⁰
и
К⁰
мезоны. В целом в реакции слабого взаимодействия величина странности может измениться на +1, 0 или -1 (в зависимости от реакции).

Например, взаимодействие K ⁻ мезона с протоном представляется как:

K^{-}+p\rightarrow \Xi ^{0}+K^{0}

(-1)+(0)\rightarrow (-2)+(1)

Здесь странность сохраняется и взаимодействие протекает через сильное ядерное взаимодействие. ^[9]

Однако в таких реакциях, как распад положительного каона:

K^{+}\rightarrow \pi ^{+}+\pi ^{0}

+1\rightarrow (0)+(0)

Поскольку странность обоих пионов равна 0, это нарушает сохранение странности, а это означает, что реакция должна идти через слабое взаимодействие. ^[9]

Странность

Сохранение

Смотрите также

Рекомендации