Isospin

Yadro fizikasi va zarrachalar fizikasida izospin ( I ) zarrachaning yuqoriga va pastga kvark tarkibiga bog'liq kvant sonidir . Aniqroq aytganda, izospin simmetriyasi barionlar va mezonlarning o'zaro ta'sirida kengroq ko'rinadigan lazzat simmetriyasining kichik to'plamidir.

Kontseptsiya nomi spin atamasini o'z ichiga oladi, chunki uning kvant-mexanik tavsifi matematik jihatdan burchak momentumiga o'xshaydi (xususan, ulanish usulida; masalan, proton-neytron jufti umumiy izospin holatida ham birlashtirilishi mumkin. 1 yoki 0 dan birida ). Ammo burchak momentumidan farqli o'laroq, u o'lchovsiz miqdor bo'lib, aslida spinning har qanday turi emas.

Bir xil o'zaro ta'sir qiluvchi zarralar tizimida spinning mavjudligi klassik mexanikada o'xshash bo'lmagan yangi kvant mexanik hodisaning sababidir: almashinuv o'zaro ta'siri.

Etimologik jihatdan, bu atama izotopik spindan olingan bo'lib, chalkash atama bo'lib, yadro fiziklari izobarik spinni afzal ko'rishadi, bu ma'nosi aniqroqdir. Kvarklar tushunchasi paydo bo'lgunga qadar kuchli kuch teng ta'sir qiladigan, lekin zaryadlari har xil boʻlgan (masalan, proton va neytron) zarralar bir xil zarrachaning turli holatlari hisoblangan, lekin zaryad holatlari soniga bog'liq boʻlgan izospin qiymatlariga ega. Izospin simmetriyasini sinchkovlik bilan o'rganish to'g'ridan-to'g'ri kvarklarni kashf qilish va tushunishga va Yang-Mills nazariyasini rivojlantirishga olib keldi. Izospin simmetriyasi zarrachalar fizikasida muhim tushuncha bo'lib qolmoqda.

Spin ħ[1] (kamaytirilgan Plank doimiysi yoki Dirak doimiysi) birliklarida o'lchanadi va ħJ ga teng, bu yerda J har bir zarracha turiga xos boʻlgan butun son (shu jumladan nol) yoki musbat yarim butun sondir - shuning uchun - spin kvant soni deb ataladi (bu aylanish guruhi va Lorentz guruhining ko'rinishini tavsiflovchi raqam, ya'ni unda qancha kvantlik va qancha kvant bo'lmaganligi hozir noma'lum), odatda deyiladi. oddiygina spin (kvant raqamlaridan biri). Erkin zarrachaning spinini o'lchab bo'lmaydi, chunki o'lchov [manba ko'rsatilmagan 598 kun] tashqi magnit maydonni talab qiladi va u zarrachani erkin bo'lmaydi.

Kvark tarkibi va izospin

Zamonaviy formulada izospin ( I ) yuqoriga va pastga kvarklar I qiymatiga ega boʻlgan vektor miqdori sifatida aniqlanadi. = 1/2, 3-komponent ( I ₃ ) yuqori kvarklar uchun +1/2 va pastga kvarklar uchun -1/2 ga teng, qolgan barcha kvarklarda esa I bor. = 0. Shuning uchun, umuman adronlar uchun bu yerda n _u va n _d mos ravishda yuqori va pastga kvarklarning sonlari,

$I_{3}={\frac {1}{2}}(n_{u}-n_{d}).$

Kvarklarning har qanday kombinatsiyasida izospin vektorining 3-komponenti ( I ₃ ) bir juft kvark orasiga to'g'ri kelishi yoki qarama-qarshi tomonga qarab turishi mumkin, bu esa kvark lazzatlarining har qanday kombinatsiyasi uchun umumiy izospin uchun turli mumkin boʻlgan qiymatlarni beradi. Bir xil kvark tarkibiga ega, ammo umumiy izospinlari har xil boʻlgan adronlarni eksperimental ravishda farqlash mumkin, bu lazzat aslida skaler emas, balki vektor miqdor ekanligini tasdiqlaydi (yuqoriga va pastga, oddiygina kvant mexanik z proyeksiyasi).

Zarrachalar fizikasida barion toq sonli valent kvarklarni (kamida 3) o'z ichiga olgan kompozit subatomik zarrachaning bir turidir. Barionlar zarralarning hadron oilasiga kiradi; adronlar kvarklardan tashkil topgan. Barionlar ham fermionlar deb tasniflanadi, chunki ular yarim butun spinga ega. Abraham Pais tomonidan kiritilgan "baryon" nomi yunoncha "og'ir" (baros, barýs) so'zidan kelib chiqqan, chunki ular nomlanishi vaqtida ma'lum boʻlgan elementar zarralarning ko'pchiligi barionlarga qaraganda kamroq massaga ega edi. Har bir barionda tegishli antizarracha (antibaryon) mavjud bo'lib, ularning tegishli antikvarklari kvarklarni almashtiradi.

Ma'lumotnomalar

• Greiner, W.. Quantum Mechanics: Symmetries, 2nd, Springer, 1994 — 279-bet. ISBN 978-3540580805. 
• Itzykson, C.. Quantum Field Theory. McGraw-Hill, 1980. ISBN 978-0-07-032071-0. 
• Griffiths, D.. Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons, 1987. ISBN 978-0-471-60386-3.