Υπερόνιο

Στη σωματιδιακή φυσική, ένα υπερόνιο είναι κάθε βαρυόνιο που περιέχει ένα ή περισσότερα strange κουάρκ, αλλά όχι charm, bottom ή Tοπ κουάρκ . Αυτή η μορφή ύλης μπορεί να υπάρχει σε σταθερή μορφή στον πυρήνα ορισμένων άστρων νετρονίων.

 Ιστορία και έρευνα 
Η πρώτη έρευνα για τα υπερόνια έγινε τη δεκαετία του 1950 και ώθησε τους φυσικούς στη δημιουργία μιας οργανωμένης ταξινόμησης σωματιδίων.

Ο όρος επινοήθηκε από τον Γάλλο φυσικό Louis Leprince-Ringuet το 1953,  και ανακοινώθηκε για πρώτη φορά στη διάσκεψη των κοσμικών ακτίνων στο Bagnères de Bigorre τον Ιούλιο του ίδιου έτους, που συμφωνήθηκε από τους Leprince-Ringuet, Rossi . Πάουελ, Φρέτερ και Πίτερς . See in particular Fig. 5.

Σήμερα, έρευνα σε αυτόν τον τομέα πραγματοποιείται σε δεδομένα που λαμβάνονται σε πολλές εγκαταστάσεις σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων των CERN, Fermilab, SLAC, JLAB, Brookhaven National Laboratory, KEK, GSI και άλλων. Τα θέματα της φυσικής περιλαμβάνουν αναζητήσεις για παραβίαση CP, μετρήσεις περιστροφής, μελέτες διεγερμένων καταστάσεων (κοινώς αναφέρεται ως φασματοσκοπία ) και κυνήγι για εξωτικές καταστάσεις όπως τα πεντακουάρκ και τα διβαρυόνια .

 Ιδιότητες και συμπεριφορά 
μικρογραφία|230x230εσ| Ένας συνδυασμός τριών u, d ή s-κουάρκ με συνολικό σπιν 3/2 σχηματίζουν το λεγόμενο decuplet βαρυονίου . Τα κάτω έξι είναι υπερόνια.
Όντας βαρυόνια, όλα τα υπερόνια είναι φερμιόνια . Δηλαδή, έχουν περιστροφή μισού ακέραιου αριθμού και υπακούουν στις στατιστικές Fermi–Dirac . Όλα τα υπερόνια αλληλεπιδρούν μέσω της ισχυρής πυρηνικής δύναμης, καθιστώντας τα είδη αδρονίων . Αποτελούνται από τρία ελαφρά κουάρκ, τουλάχιστον ένα από τα οποία είναι ένα strange κουάρκ, που τα κάνει παράξενα βαρυόνια. Τα υπερόνια εδαφικής κατάστασης αποσυντίθενται ασθενώς με μη διατηρημένη ισοτιμία . Οι διεγερμένοι συντονισμοί υπερονίων τυπικά διασπώνται από ισχυρές διασπάσεις στα υπερόνια θεμελιωδών καταστάσεων, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα.

 Λίστα 
+ΥπερόνιαΣωματίδιοΣύμβολοΔιαμόρφωσηΜάζα σε ηρεμία(MeV/c2)Ισοσπίν, IΙσοτιμία
Σπίν, ,JPQ (e)SCB'Μέση 
Ζωή (s)Συνήθως
διασπάται σεLambdaΛ0uds1 115.683(6)0+0−100p+ + π- ή
n0 + π0Lambda αντήχησηΛ(1405)uds1 405.1(+1.3 -1.0)0−0−100Σ + πLambda αντήχησηΛ(1520)uds1 519(1)0−0−100Ν + Κ ή Σ
+ π ή Λ +2πSigmaΣ+uus1 189.37(7)1+ +1−100p+ + π0 ή
n0 + π+SigmaΣ0uds1 192.642(24)1+0−100Λ0 + γSigmaΣ-dds1 197.449(30)1+−1−100n0 + π-Sigma αντήχησηΣ*+(1385)uus1 382.8(4)1+ +1−100Λ + π ή
Σ +πSigma αντήχησηΣ*0(1385)uds1 383.7±1.01+0−100Λ + π ή
Σ+ πSigma αντήχησηΣ*-(1385)dds1 387.2(5)1+−1−100Λ + π ή
Σ +πXiΞ0uss1 314.86(20)+0−200Λ0 + π0XiΞ-dds1 321.71(7)+−1−200Λ0 + π-Xi αντίχυσηΞ*0(1530)uss1 531.80(32)+0−200Ξ + πXi αντίχυσηΞ*-(1530)dss1 535.0(6)+−1−200Ξ+ πOmegaΩ-sss1 672.45(29)0+−1−300Λ0 + Κ- ή
Ξ0 + π- ή

Ξ- + π0
Σημειώσεις:

 Δεδομένου ότι η παραξενιά διατηρείται από τις ισχυρές αλληλεπιδράσεις, τα υπέρονια θεμελιωδών καταστάσεων δεν μπορούν να αποσυντίθενται έντονα. Ωστόσο, συμμετέχουν σε ισχυρές αλληλεπιδράσεις.
 Λ0 μπορεί επίσης να αποσυντεθεί σε σπάνια περιστατικά μέσω αυτών των διαδικασιών:
 Λ0 → p+ + e- + v̅e
 Λ0 → p+ + μ-  + v̅μ 
 Ξ0 και Ξ- είναι επίσης γνωστά ως «καταρράκτες» υπερόνια, καθώς περνούν από μια διαδοχική διάσπαση δύο σταδίων σε ένα νουκλεόνιο.
 Το Ω- έχει αριθμό βαρυονίου +1 και υπερφόρτιση −2, δίνοντάς του παραξενιά −3.

Χρειάζονται πολλαπλές αδύναμες διασπάσεις που αλλάζουν τη γεύση για να είναι ασαφές να διασπαστεί σε πρωτόνιο ή νετρόνιο. Το μοντέλο SU(3) των Murray Gell-Mann και Yuval Ne'eman (μερικές φορές αποκαλείται Οκταπλός Τρόπος ) προέβλεψε την ύπαρξη, τη μάζα αυτού του υπερονίου και ότι θα υποστεί μόνο αδύναμες διαδικασίες αποσύνθεσης. Πειραματικά στοιχεία για την ύπαρξή του ανακαλύφθηκαν το 1964 στο Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven . Περαιτέρω παραδείγματα σχηματισμού και παρατήρησής του με χρήση επιταχυντών σωματιδίων επιβεβαίωσαν το μοντέλο SU(3).

Παραπομπές

Κατηγορία:Βαρυόνια