Дельта-барион

Семейство субатомных частиц

Дельта -барионы (или Δ- барионы , также называемые дельта-резонансами ) представляют собой семейство субатомных частиц , состоящих из трех верхних или нижних кварков (u- или d-кварков), тех же самых составных кварков, которые составляют более знакомые нам протоны и нейтроны .

Характеристики

Существуют четыре тесно связанных Δ- бариона :
Δ⁺⁺
 (составные кварки: ууу),
Δ⁺
 (ууд),
Δ⁰
 (удд), и
Δ⁻
 (ddd), которые соответственно несут электрический заряд+2  е ,+1  е ,0  е , и−1  е .

Δ- барионы  имеют массу около1 232  МэВ/ c ² ; их третий компонент изоспин , и они должны иметь собственный спин ⁠ ${\displaystyle \;I_{3}=\pm {\tfrac {1}{2}}~{\mathsf {or}}~\pm {\tfrac {3}{2}}\;;}$ 3 /2⁠ или выше (полуцелые единицы). Обычные нуклоны (символ N, означающий либо протон , либо нейтрон ), напротив, имеют массу около939 МэВ/ c2 , ^а также собственный спин и изоспин ⁠1/ 2 ⁠ .
Δ⁺
 (ууд) и
Δ⁰
 (udd) частицы представляют собой спиновые возбуждения протона с большей массой (
Н⁺
, uud) и нейтрон (
Н⁰
, udd) соответственно.

The
Δ⁺⁺
и
Δ⁻
, однако, не имеют прямых аналогов нуклонов: например, даже если их заряды идентичны, а массы подобны,
Δ⁻
 (ddd), не имеет тесного отношения к антипротону (
п
,  ууд ).

Обсуждаемые здесь состояния Дельта являются только квантовыми возбуждениями протона и нейтрона с наименьшей массой. При более высоких спинах появляются дополнительные состояния Дельта с большей массой, все они определяются наличием постоянной ⁠ 3 /2⁠ или ⁠ 1 /2⁠ изоспин (в зависимости от заряда), но со спином ⁠ 3 /2⁠ , ⁠ 5 /2⁠ , ⁠ 7 /2⁠ , ..., ⁠ 11 /2⁠ умноженное на ħ . Полный список всех свойств всех этих состояний можно найти в Beringer et al . (2013). ^[1]

Существуют также античастичные дельта-состояния с противоположными зарядами, состоящие из соответствующих антикварков.

Открытие

Состояния были экспериментально установлены в циклотроне Чикагского университета ^{[2] [3]} и синхроциклотроне Технологического института Карнеги ^[4] в середине 1950-х годов с использованием ускоренных положительных пионов на водородных мишенях. Существование
Δ⁺⁺
, с его необычным электрическим зарядом+2  e , сыграл решающую роль в развитии кварковой модели .

Формирование и распад

Дельта-состояния создаются, когда достаточно энергичный зонд — такой как фотон , электрон , нейтрино или пион — сталкивается с протоном или нейтроном, или, возможно, при столкновении достаточно энергичной пары нуклонов.

Все Δ-барионы с массой около1 232  МэВ быстро распадаются через сильное взаимодействие на нуклон ( протон или нейтрон ) и пион соответствующего заряда. Относительные вероятности разрешенных конечных зарядовых состояний задаются их соответствующими изоспиновыми связями . Реже,
Δ⁺
может распадаться на протон и фотон и
Δ⁰
может распадаться на нейтрон и фотон .

Список

^[a] ^ PDG сообщает ширину резонанса (Γ). Здесь вместо этого дается преобразование . ${\textstyle \tau ={\frac {\hbar }{\Gamma }}}$

Ссылки

1. Beringer, J.; et al. ( Particle Data Group ) (2013). Δ(1 232) (PDF) (Отчет). Списки частиц.
2. Андерсон, HL; Ферми, E.; Лонг, EA; Нагл, DE (1 марта 1952 г.). "Полные сечения положительных пионов в водороде". Physical Review . 85 (5): 936. Bibcode :1952PhRv...85..936A. doi :10.1103/PhysRev.85.936.
3. Hahn, TM; Snyder, CW; Willard, HB; Bair, JK; Klema, ED; Kington, JD; Green, FP (1 марта 1952 г.). «Нейтроны и гамма-лучи от протонной бомбардировки бериллия». Physical Review . 85 (5): 934. Bibcode :1952PhRv...85..934H. doi :10.1103/PhysRev.85.934.
4. Эшкин, Дж.; Блейзер, Дж. П.; Фейнер, Ф.; Стерн, МО (1 февраля 1956 г.). «Пионно-протонное рассеяние при 150 и 170 МэВ». Physical Review . 101 (3): 1149–1158. Bibcode :1956PhRv..101.1149A. doi :10.1103/PhysRev.101.1149. hdl : 2027/mdp.39015095214600 .

Библиография

• Amsler, C.; et al. ( Particle Data Group ) (2008). "Обзор физики частиц" (PDF) . Physics Letters B. 667 ( 1): 1–6. Bibcode : 2008PhLB..667....1A. doi : 10.1016/j.physletb.2008.07.018. hdl : 1854/LU-685594 . S2CID  227119789. Архивировано из оригинала (PDF) 2020-09-07 . Получено 2019-12-11 .