Իզոտոպ սպին

Իզոտոպ սպին, իզոսպին, նշանակումը՝ I, քվանտային թիվ, որը վերագրվում է ուժեղ փոխազդող մասնիկներին՝ հադրոններին։
Իզոտոպ սպինի գաղափարն առաջարկել է Վերներ Հայզենբերգը 1932 թ.՝ բացատրելու համար նոր հայտնաբերված նեյտրոնի սիմետրիաները. 

Նյետրոնի և պրոտոնի զանգվածը գրեթե նույնն է։ Չնայած պրոտոնի լիցքը դրական է, իսկ նեյտրոնը չեզոք է, նրանք բոլոր տեսանկյուններով գրեթե նույն մասնիկն են։
Ուժեղ փոխազդեցության ուժը նուկլոնների որևէ զույգի միջև նույնն է՝ անկախ պրոտոն կամ նեյտրոն լինելուց։Այսպիսով, իզոսպինը որպես հասկացություն ներկայացվեց մինչև 1960 թ.՝ քվարկային մոդելի ստեղծումը։ Իզոսպին տերմինը առաջարկել է Յուջին Վիգները 1937 թ.։


== Իզոտոպ մուլտիպլետներ ==
Որոշակի իզոտոպ սպինը վերագրվում է հադրոնների այնպիսի խմբերին, որոնց կազմի մեջ մտնող մասնիկներն ունեն միևնույն քվանտային թվերը և տարբերվում են միայն էլեկտրական լիցքով։ Այդպիսի խմբերը կոչվում են իզոտոպ կամ լիցքային մուլտիպլետներ։ Մասնիկների թիվը տվյալ իզոտոպ մուլտիպլետում հավասար է 
  
    
      
        2
        I
        +
        I
      
    
    {\displaystyle 2I+I}
  -ի։ Նրանք տարբերվում են իզոտոպ սպինի երրորդ պրոյեկցիայով՝ 
  
    
      
        
          I
          
            3
          
        
      
    
    {\displaystyle I_{3}}
  -ով, որն ընդունում է։
  
    
      
        
          I
          
            3
          
        
        =
        −
        I
        ,
        −
        I
        +
        1
        ,
        .
        .
        .
        ,
        I
        −
        1
        ,
        I
      
    
    {\displaystyle I_{3}=-I,-I+1,...,I-1,I}
  
արժեքներ։
Իզոտոպ մուլտիալետներ են պրոտոն-նեյտրոն դուբլետը (
  
    
      
        I
        =
        
          
            1
            2
          
        
        ,
        
          I
          
            3
          
        
        =
        ±
        
          
            1
            2
          
        
      
    
    {\displaystyle I={\frac {1}{2}},I_{3}=\pm {\frac {1}{2}}}
  ), պիոնների տրիպլետը՝ 
  
    
      
        
          
            π
          
          
            +
          
        
        ,
        
          
            π
          
          
            0
          
        
        ,
        
          
            π
          
          
            −
          
        
      
    
    {\displaystyle {\pi }^{+},{\pi }^{0},{\pi }^{-}}
   (
  
    
      
        I
        =
        1
        ,
        
          I
          
            3
          
        
        =
        1
        ,
        0
        ,
        −
        1
      
    
    {\displaystyle I=1,I_{3}=1,0,-1}
   և այլն)։
Մուլտիպլետի անդամների զանգվածները տարբերվում են մի քանի էլեկտրոնի զանգվածով։ Այդ տարբերությունը պայմանավորված է մուլտիպլետի անդամների էլեկտրական լիցքերի տարբերությամբ։ Իզոտոպ մուլտիպլետի անդամների էլեկտրական Q լիցքը 
  
    
      
        
          I
          
            3
          
        
      
    
    {\displaystyle I_{3}}
  -ի հետ կապված է Գել-Ման-Նիշիջիմայի բանաձևով՝

  
    
      
        Q
        =
        
          I
          
            3
          
        
        +
        
          
            Y
            2
          
        
      
    
    {\displaystyle Q=I_{3}+{\frac {Y}{2}}}
  ,որտեղ 
  
    
      
        Y
        =
        B
        +
        S
      
    
    {\displaystyle Y=B+S}
  -ը հիպերլիցքն է, B-ն՝ բարիոնային լիցքը, S-ը՝ տարօրինակությունը։


== Ուժեղ փոխազդեցության ինվարիանտություն ==
Հադրոնների ուժեղ փոխազդեցության հիմնական հատկություններից մեկը էլեկտրական լիցքից անկախ լինելն է։ Դա նշանակում է, որ հադրոնների փոխազդեցությունը կախված է նրանց լրիվ իզոտոպ սպինից և անկախ է դրա երրորդ պրոյեկցիայից։ Այս դրույթը ձևակերպվում է նաև որպես ուժեղ փոխազդեցության ինվարիանտություն պայմանական լիցքային (կամ իզոտոպ) տարածության պտույտների նկատմամբ։ Ուժեղ փոխազդեցության այս հատկությունը կոչվում է իզոտոպ ինվարիանտություն։ Իզոտոպ ինվարիանտության հետևանքներից մեկը լրիվ իզոտոպ սպինի պահպանումն է ուժեղ փոխազդեցություններում։ Օրինակ՝

  
    
      
        d
        +
        d
        →
        H
        
          e
          
            4
          
        
        +
        
          
            π
          
          
            0
          
        
      
    
    {\displaystyle d+d\rightarrow He^{4}+{\pi }^{0}}
  ռեակցիան արգելված է, որովհետև դեյտրոնի և հելիումի միջուկների իզոտոպ սպինը հավասար է 0-ի, իսկ 
  
    
      
        
          
            π
          
          
            0
          
        
      
    
    {\displaystyle {\pi }^{0}}
  -ինը՝ 1-ի։
Լրիվ իզոտոպ սպինի պահպանման օրենքը ունի մոտավոր բնույթ։ Նա բացարձակ ճիշտ է միայն ուժեղ փոխազդեցությունների համար։ Էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության առկայությունը, որն ավելի քան հարյուր անգամ թույլ է ուժեղ փոխազդեցությունից, հանգեցնում է այդ պահպանման օրենքի խախտմանը։ Այդ խախտումները համեմատական են էլեկտրամագնիսական և ուժեղ փոխազդեցությունների հարաբերությանը և այդ պատճառով կազմում են մի քանի տոկոս։


== Ծանոթագրություններ ==