Гипероны: странные барионы в физике частиц, содержащие странные кварки. Исследования с 1950-х годов, классификация частиц, возможны в нейтронных звездах.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Тип странного бариона
Type of strange baryon
В физике частиц гиперон – это любой барион, содержащий один или несколько странных кварков, но не содержащий очарованных, ботомных или истинных кварков. Эта форма материи может существовать в стабильном состоянии в ядре некоторых нейтронных звезд. Гипероны иногда обозначаются символом Y.
In particle physics, a hyperon is any baryon containing one or more strange quarks, but no charm, bottom, or top quark. This form of matter may exist in a stable form within the core of some neutron stars. Hyperons are sometimes generically represented by the symbol Y.
История и исследования
Первые исследования гиперонов начались в 1950-х годах и стимулировали физиков к созданию систематизированной классификации частиц. Термин был предложен французским физиком Луи Лепринсом Ринге в 1953 году и впервые представлен на конференции по космическим лучам в Багнере-де-Бигорре в июле того же года, где было достигнуто соглашение между Лепринсом Ринге, Бруно Росси, Си. Ф. Пауэллом, Уильямом Б. Фреттером и Бернардом Петерсом. В настоящее время исследования в этой области проводятся на основе данных, полученных на множестве установок по всему миру, включая CERN, Fermilab, SLAC, JLAB, Brookhaven National Laboratory, KEK, GSI и другие. Актуальные физические задачи включают поиск нарушения CP-инвариантности, измерения спина, изучение возбужденных состояний (обычно называемых спектроскопией) и поиск экзотических форм, таких как пентакварки и дибарионы.
The first research into hyperons happened in the 1950s and spurred physicists on to the creation of an organized classification of particles. The term was coined by French physicist Louis Leprince Ringuet in 1953, and announced for the first time at the cosmic ray conference at Bagnères de Bigorre in July of that year, agreed upon by Leprince Ringuet, Bruno Rossi, C. F. Powell, William B. Fretter and Bernard Peters. Today, research in this area is carried out on data taken at many facilities around the world, including CERN, Fermilab, SLAC, JLAB, Brookhaven National Laboratory, KEK, GSI and others. Physics topics include searches for CP violation, measurements of spin, studies of excited states (commonly referred to as spectroscopy), and hunts for exotic forms such as pentaquarks and dibaryons.
Свойства и поведение
Будучи барионами, все гипероны являются фермионами. То есть, они обладают полуцелым спином и подчиняются статистике Ферми — Дирака. Гипероны взаимодействуют посредством сильного ядерного взаимодействия, что делает их разновидностями адронов. Они состоят из трех легких кварков, причем по крайней мере один из них — странный кварк, что определяет их как странные барионы. Возбужденные гиперонные резонансы и гипероны в основном состоянии, обозначенные символом '*', распадаются посредством сильного взаимодействия. Для Ω⁻ и более легких гиперонов этот канал распада невозможен из-за масс частиц и необходимости сохранения аромата и изоспина в сильных взаимодействиях. Вместо этого они распадаются слабо с нарушением четности. Исключение составляет Σ⁰, который распадается электромагнитно на Λ, поскольку обладает одинаковыми квантовыми числами аромата. Тип взаимодействия, определяющий распад, влияет на среднее время жизни, поэтому слабо распадающиеся гипероны живут значительно дольше, чем те, которые распадаются посредством сильного или электромагнитного взаимодействия.
Being baryons, all hyperons are fermions. That is, they have half integer spin and obey Fermi–Dirac statistics. Hyperons all interact via the strong nuclear force, making them types of hadron. They are composed of three light quarks, at least one of which is a strange quark, which makes them strange baryons. Excited hyperon resonances and ground state hyperons with a '*' included in their notation decay via the strong interaction. For Ω⁻ as well as the lighter hyperons this decay mode is not possible given the particle masses and the conservation of flavor and isospin necessary in strong interactions. Instead, these decay weakly with non conserved parity. An exception to this is the Σ⁰ which decays electromagnetically into Λ on account of carrying the same flavor quantum numbers. The type of interaction through which these decays occur determine the average lifetime, which is why weakly decaying hyperons are significantly more long lived than those that decay through strong or electromagnetic interactions.