Hyperon

Ve fyzice částic je hyperon subjaderná částice, dříve považovaná za elementární, která je baryonem (a proto též hadronem a fermionem) s nenulovou podivností lehčím než deuteron (a proto také s nulovým půvabem, nulovou krásou (bottomness) a nulovou pravdou (topness)).

Vlastnosti a chování hyperonů
Delta baryony (čtyři horní částice) a hyperony (šest spodních částic) v kombinačním stromu.

Všechny hyperony jsou fermiony. To znamená, že mají poloviční spin a řídí se Fermiho–Diracovým rozdělením. Všechny interagují silnými interakcemi, což je řadí k hadronům. Jsou složeny ze tří lehkých kvarků, z nichž nejméně jeden je podivný kvark, čímž je řadí mezi metastabilní baryony. Hyperony se rozpadají, ať přímo či nepřímo, na proton nebo neutron a jeden nebo více mezonů v čase 10−10 do 10−8 sekundy. Rozpad řídí zpravidla slabá interakce (tím se liší hyperony od baryonových rezonancí se stejným kvarkovým složením[pozn. 1]) a proto se při něm nezachovává parita. Názvy a značky vycházejí jako u ostatních baryonů z jejich kvarkového složení.

Hyperon Ω− má podivnost rovnu −3, což umožňuje vícenásobný slabý rozpad se změnou vůně, ukončený vznikem protonu či neutronu. Takový třístupňový rozpad byl objeven při pokusech s kosmickým zářením. Existence hyperonu Ω− byla potvrzena v pokusech na urychlovačích částic, poprvé r. 1964 v Brookhaven National Laboratory, což potvrdilo Murray Gell-Mannův SU(3) model (někdy též označovaný eightfold way, „osmidílná stezka“, názvem inspirovaným buddhismem).

Nejlehčí hyperony s nulovým elektrickým nábojem mohou nahradit jeden nebo více neutronů v jádře a vytvořit tak tzv. hyperjádro.

Historický vývoj definice

Pojmenování hyperon bylo zavedeno jako označení částic (tehdy považovaných za elementární) těžších než neutron[pozn. 2], ale lehčích než deuteron.[1] Po zavedení podivnosti začaly být hyperony postupně vymezovány pomocí ní jakožto částice s nenulovou podivností. Objev nových vůní a těžších mezonů si vyžádal pozdější omezení definice na baryony a její postupné doplnění o nulový půvab, krásu (bottomness) a pravdivost (topness), nebo návrat k omezení podle hmotnosti[pozn. 3]. Objevy mnoha dalších rezonancí s kvantovými vlastnostmi i kvarkovým složením sice ukázaly, že tradiční vymezení podle hmotnosti není přirozené (vedle částic rozpadajících se slabou interakcí zahrnuje i rezonance, konkrétně triplet Σ(1385) tradičně značený Σ* a dublet Ξ(1530) tradičně značený Ξ*), přesto se používá nadále, i když zpravidla ne pro odbornou klasifikaci částic[pozn. 4].

Přehled hyperonů a jejich vlastností
Hyperon Kvarkové složení Spin a parita (JP) Izospin Podivnost Klidová energie v MeV[2] Střední doba života v s[2] Kanály rozpadu
Λ uds 1/2+ 0 −1 1115,683(6) 2,632(20) × 10−10 pπ−,nπ0
Σ+ uus 1/2+ 1 −1 1189,37(7) 8,018(26) × 10−11 pπ0, nπ+
Σ0 uds 1/2+ 1 −1 1192,642(24) 7,4(7) × 10−20 Λγ
Σ− dds 1/2+ 1 −1 1197,449(30) 1,479(11) × 10−10 nπ−
Ξ0 uss 1/2+ 1/2 −2 1314,86(20) 2,90(9) × 10−10 Λπ0
Ξ− dss 1/2+ 1/2 −2 1321,71(7) 1,639(15) × 10−10 Λπ−
Σ*+, rezonance Σ+(1385) uus 3/2+ 1 −1 1382,80(35) Λπ, Σπ
Σ*0, rezonance Σ0(1385) uds 3/2+ 1 −1 1383,7(1,0) Λπ, Σπ
Σ*−, rezonance Σ−(1385) dds 3/2+ 1 −1 1387,2(5) Λπ, Σπ
Ξ*0, rezonance Ξ0(1530) uss 3/2+ 1/2 −2 1531,80(32) Ξπ
Ξ*−, rezonance Ξ−(1530) dss 3/2+ 1/2 −2 1535,0(6) Ξπ
Ω− sss 3/2+ 0 −3 1672,45(29) 0,821(11) × 10−10 ΛK−, Ξ0π−, Ξ−π0

Výzkum hyperonu

První výzkum hyperonu byl proveden roku 1950 a podnítil fyziky k vytvoření klasifikace částic. V dnešní době jsou výzkumy v této oblasti prováděny na mnoha zařízeních po celém světě včetně CERNu, Fermilabu, SLACu, JLABu, Brookhaven National Laboratory, KEKu a jinde. Oblastmi fyzikálního výzkumu jsou narušení CP-symetrie, měření spinu, studie excitovaných stavů a objevy dalších exotických částic, takových jako pentakvarky.

Související články

Poznámky
  1. až na triplet Σ* a dublet Ξ*, tradičně zahrnované do hyperonů podle původní definice, které jsou rezonancemi a rozpadají se silnou interakcí
  2. což je i důvodem pojmenování, pocházejícího ze starořeckého ὑπέρ znamenajícího „nad“ či „přes“
  3. protože všechny baryony s nenulovým půvabem, krásou nebo pravdivostí jsou těžší než deuteron
  4. navigační šablona Částice na wikipedii skupinu hyperonů z historicko-pedagogických důvodů zachovává

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Hyperon na anglické Wikipedii.

  1. AMALDI, E., et al. Symbols for Fundamental Particles. Nature. 16. leden 1954, svazek 173, s. 123. Dostupné online. ISSN 1476-4687. DOI 10.1038/173123a0. (anglicky)
  2. PATRIGNANI, C., et al. (Particle Data Group). The Review of Particle Physics (2017). Kapitola Summary Tables: Baryons. Chinese Physics C [online]. 2016, update 2017-05-30. Svazek 40, čís. 10: 100001. Dostupné online. html . PDF . ISSN 1674-1137. DOI 10.1088/1674-1137/40/10/100001. (anglicky)
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.