Кіріспе
Стандартты модельде кездесетін бөлшек зарядының түрі, адрондардың кванттық саны. Бөлшектер физикасында, бөлшектің гиперзаряды (гиперондық және заряд сөздерінің қосындысы) Y – күшті өзара әрекеттесуде сақталатын кванттық сан. Гиперзаряд тұжырымы изоспин, электр заряды және дәм қасиеттерін ескеретін бір заряд операторын ұсынады. Гиперзаряд адрондарды жіктеуге көмектеседі; ал әлсіз гиперзаряд электроәлсіз өзара әрекеттесуде осыған ұқсас рөл атқарады.
a quantum number of hadrons
In particle physics, the hypercharge (a portmanteau of hyperonic and charge) Y of a particle is a quantum number conserved under the strong interaction. The concept of hypercharge provides a single charge operator that accounts for properties of isospin, electric charge, and flavour. The hypercharge is useful to classify hadrons; the similarly named weak hypercharge has an analogous role in the electroweak interaction.
Анықтама
Гиперзаряд – адрондардың SU(3) моделіндегі изоспин I-мен қатар екі кванттық санның бірі. Изоспиннің өзі екі кварк дәмдері үшін жеткілікті болды, атап айтқанда және , ал қазіргі уақытта кварктердің 6 дәмдері белгілі. SU(3) салмақ диаграммалары (төменде қараңыз) 2 өлшемді, координаталары екі кванттық санға сілтеме жасайды: I (I деп те аталады), ол изоспиннің z компоненті, және Y, ол гиперзаряд (жайлық S, шарма C, төмендік B′, жоғарлық T′ және бариондық сан B арқылы анықталады). Математикалық тұрғыдан алғанда, гиперзаряд – күшті өзара әрекеттесулер гиперзарядты (және әлсіз гиперзарядты) сақтайды, бірақ әлсіз өзара әрекеттесулер сақтамайды.
Strong interactions conserve hypercharge (and weak hypercharge), but weak interactions do not.
SU ((3) модельінің гиперзарядқа қатысты
SU(2) моделі жалпы бұрыштық импульс болып табылатын J кванттық санымен сипатталатын мультиплеттерге ие. Әрбір мультиплет 2J + 1 субкүйден тұрады, олардың Jz мәндері тең аралықта орналасқан, бұл атомдық спектрлерде және изоспинде көрінетін симметриялық құрылымды құрайды. Бұл, белгілі бір күшті бариондық ыдыраулар байқалмағандығын формальды түрде көрсетеді, соның нәтижесінде барионның массасы, таңсық және заряды болжалды. SU(3) SU(2) мультиплеттерін қамтитын супермультиплеттерге ие. SU(3) енді өзінің барлық субкүйлерін анықтау үшін λ1 және λ2 деп белгіленетін екі сан қажет. (λ1 + 1) алтыбұрыштың жоғарғы қатарындағы нүктелер санын, ал (λ2 + 1) төменгі қатарындағы нүктелер санын анықтайды.
Мысалдар
Нуклондар тобы (протон және нейтрон) орташа алғанда зарядқа ие, сондықтан екеуінің де гиперзаряды бар (барион саны және ). Гелл-Манн – Нишиджима формуласынан протонның изоспині , ал нейтронның екенін білеміз. Бұл кварктар үшін де қолданылады: up кваркі үшін заряд , және I , болғандықтан, оның бариондық санына байланысты гиперзаряды болады (үш кварктан барион жасалғандықтан, әр кварқтың бариондық саны ). strange кваркі үшін электр заряды , барион саны және страньдік саны −1 болса, гиперзарядты аламыз, сондықтан біз оны анықтаймыз. Бұл strange кваркі өзінен-өзі изоспинді синглет құрайды дегенді білдіреді (осыған ұқсас нәрсе charm, bottom және top кварктарында да болады), ал up және down кварктары изоспинді дублет құрайды. Қалған кварктардың гиперзаряды болады.
This also works for quarks: For the up quark, with a charge of , and an I of , we deduce a hypercharge of , due to its baryon number (since three quarks make a baryon, each quark has a baryon number of ). For a strange quark, with electric charge , a baryon number of , and strangeness −1, we get a hypercharge so we deduce that That means that a strange quark makes an isospin singlet of its own (the same happens with charm, bottom and top quarks), while up and down constitute an isospin doublet. All other quarks have hypercharge .
Пайдаланудың ескіруі
Гиперзаряд 1960 жылдары "бөлшектер бағындағы" бөлшектер топтарын жіктеу және олардың байқалған түрленулеріне сүйенген арнайы сақталу заңдарын жасау үшін жасалған түсінік. Кварк моделінің пайда болуымен күшті гиперзаряд Y, жоғары (n), төмен (n), таңғажайып (n), шарм (n), топ (n) және төменгі (n) кварктарының сандарының келесі комбинациясы екені анық болды:
Адрондық өзара әрекеттесуді сипаттауда, өзара әрекеттесетін бариондар мен мезондарды құрайтын жеке кварктардың (сақталынатын) арқылы Фейнман диаграммаларын салу, күшті гиперзаряд кванттық сандарын санауға тырысудан гөрі көбірек қалыптасқан. Алайда, әлсіз гиперзаряд электроәлсіз өзара әрекеттесуді түсіну үшін маңызды болып қала береді.