ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2021
Просмотров: 1334
Скачиваний: 1
Изоспин
Изоспин
кварков
кварков
I
I
Для
идентификации
«
ароматных
»
свойств
легчайших
кварков
u
и
d
используется
квантовое
число
I
–
изоспин
.
Изоспин
I
—
характеристика
специфической
симметрии
сильного
взаимодействия
–
изоспиновой
симметрии
,
Операторы
изоспина
и
его
проекции
действуют
в
пространстве
кварков
,
меняя
тип
кварка
:
u
↔
d
.
По
своим
формальным
свойствам
изоспин
I
и
его
проекция
тождественны
спину
J
и
его
проекции
на
ось
квантования
z.
В
случае
электрона
возможны
два
различных
спиновых
состояния
:
состояние
с
направлением
спина
«
вверх
»
и
состояние
с
направлением
спина
«
вниз
».
Частица
одна
и
та
же
—
электрон
,
но
у
него
два
разных
состояния
.
По
аналогии
можно
говорить
,
что
u-
и
d-
кварки
—
это
два
различных
состояния
одной
частицы
в
изоспиновом
пространстве
.
При
перевороте
спина
электрона
электрический
заряд
частицы
не
изменяется
—
электрон
остаётся
электроном
.
При
перевороте
изоспина
кварка
электрический
заряд
кварка
изменяется
на
единицу
.
Изоспин
системы
кварков
вычисляется
по
правилам
,
аналогичным
правилам
сложения
угловых
моментов
.
Изоспин
системы
кварков
может
принимать
целые
или
полуцелые
значения
:
I=0, 1/2, 1, 3/2.
Изоспин
Изоспин
u, d
u, d
кварков
кварков
u
-
и
d
-
кваркам
приписывается
изоспин
I
= 1/2
с
проекциями
3
I
на
ось
квантования
в
изоспиновом
пространстве
,
равными
соответственно
+1/2 (
изоспин
направлен
вверх
)
и
–1/2 (
изоспин
направлен
вниз
):
Буквенные
обозначения
u
-
и
d
-
кварков
отражают
направления
их
изоспинов
,
так
как
происходят
от
английских
слов
up
(
вверх
)
и
down
(
вниз
)
3
I
=
3
I
=
3
3
1
1
,
2
2
1
1
,
2
2
u
I
I
d
I
I
→
=
= +
→
=
= −
Изоспины
-
антикварка
и
-
антикварка
:
3
3
1
1
,
2
2
1
1
,
2
2
u
I
I
d
I
I
→
=
= −
→
=
= +
u
d
Изоспин
Изоспин
s, c, b, t
s, c, b, t
кварков
кварков
Изоспин
s, c, b, t
кварков
равен
нулю
.
( , , , ) 0
I s c b t
=
Изоспин
Изоспин
адронов
адронов
Изоспиновая
симметрия
с
кваркового
уровня
переносится
на
уровень
адронов
.
Наиболее
существенную
роль
изоспин
играет
в
систематике
адронов
.
Самые
известные
адроны
−
протон
p
и
нейтрон
n
,
состоящие
из
u
и
d
кварков
,
имеют
изоспин
I
= 1/2
и
различаются
знаками
проекции
3
I
:
p
≡
uud
(
I
=
1/2,
3
I
=
+
1/2)
n
≡
udd
(
I
=
1/2,
3
I
=
–1/2)
Протон
и
нейтрон
есть
два
разных
состояния
одной
частицы
–
нуклона
Изоспиновые
Изоспиновые
мультиплеты
мультиплеты
Подобно
тому
,
как
состояния
с
разными
проекциями
момента
количества
движения
z
J
=
M
в
изотропном
пространстве
образуют
систему
вырожденных
уровней
,
число
которых
равняется
2
J
+
1,
кварковые
системы
,
обладающие
определенным
изоспином
I
,
также
вырождены
по
проекции
3
I
и
,
следовательно
,
по
массе
.
Эти
системы
частиц
называются
изоспиновыми
мультиплетами
.
Частицы
в
изоспиновом
мультиплете
отличаются
проекцией
3
I
изоспина
,
поэтому
число
n
частиц
в
мультиплете
определяется
величиной
изоспина
I
:
Каждой
проекции
изоспина
соответствует
одна
частица
изоспинового
мультиплета
n
I