과충전

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향료 인 입자 물리학
향미 양자수
Isospin: I3 또는 I 매력: C 이상함: S 위상: T 바닥 상태: B′
관련 양자수
바리온 수: B 렙톤 번호: L 약한 isospin: T3 또는 T 전하: Q X-충전: X
조합
과충전: Y Y = (B + S + C + B′ + T) Y = 2(Q3 - I) 약한 과충전: YW YW = 2(Q - T3) X + 2YW = 5(B - L)
향미 믹싱
CKM 행렬 PMNS 행렬 향미보완성
v t

입자물리학에서 입자의 초전하(초음파 및 전하의 포트만테우) Y는 강한 상호작용 하에서 보존된 양자수다. 초충전 개념은 이소핀, 전하, 향미의 특성을 설명하는 단일 충전 운영자를 제공한다. 초충전은 하드론을 분류하는 데 유용하다. 유사하게 이름이 약한 초충전물은 전기약 상호작용에서 유사한 역할을 한다.

정의

초충전은 이소스핀 I과₃ 함께 하드론 SU(3) 모델의 두 양자수 중 하나이다. 이소스핀만으로도 두 가지 쿼크 맛, 즉
u와
d에 충분했지만, 현재 6가지 쿼크 맛이 알려져 있다.

SU(3) 중량 다이어그램(아래 참조)은 2차원이며, 좌표는 Isospin의 z 성분인₃ I(일명_z I)와 과전하(이상 S, 매력 C, 하의성 B,, 위상 T and, Baryon 번호 B)의 두 양자 숫자를 가리킨다. 수학적으로, 과충전은

$[\displaystyle Y=B+S+C+B'+T'~.}$

강한 상호작용은 과충전(그리고 약한 과충전)을 보존하지만 약한 상호작용은 그렇지 않다.

전하 및 이소핀과의 관계

겔만-니시지마 공식은 이소핀과 전하를 포함한다.

${\displaystyle Q=I_{3}+{\tfrac {1}{2}}Y,}$

여기서 나는₃ Isospin의 세 번째 성분이고 Q는 입자의 전하다.

Isospin은 다음과 같은 방법으로 평균 전하와 관련된 다수의 입자를 생성한다.

${\displaystyle Y=2{\bar {Q}.}$

초충전은 멀티플릿의 모든 구성원에 대해 동일하고 I₃ 값의 평균은 0이기 때문에.

과충전 관련 SU(3) 모델

SU(2) 모델은 총 각도 운동량인 양자수 J로 특징지어지는 멀티테트를 가지고 있다. 각 멀티플릿은 동일한 간격의_z J 값을 갖는 2J + 1 변위체로 구성되며, 원자 스펙트럼과 이소핀에서 보이는 대칭 배열을 형성한다. 이는 특정 강한 바리온 해독이 관찰되지 않았다는 관측을 공식화하여 Ω⁻
바리온의 질량, 이상성 및 전하량 예측을 유도한다.

SU(3)에는 SU(2) 멀티테트가 포함된 슈퍼멀티플릿이 있다. 이제 SU(3)는 λ과₁ λ으로₂ 표시된 모든 하위 상태를 지정하기 위해 두 개의 숫자가 필요하다.

(λ₁₂ + 1)은 육각의 맨 위쪽에 있는 점의 수를 지정하고, ( + + 1)은 아래쪽에 있는 점의 수를 지정한다.

예

• 핵군(Q = +1을 가진 양성자와 Q = 0 )을 가진 중성자는 평균 전하가 ++1/2이므로 둘 다 과전하 Y = 1(바이론 숫자 B = +1 및 S = C = B b = T′ = 0)을 갖는다. Gell-Mann-Nishijima 공식으로부터 우리는 양성자가 I₃ = ++1/2를 가지고 있는 반면 중성자는 I₃ = -+1/2를 가지고 있다는 것을 안다.
• 이는 쿼크에도 적용된다. 상향 쿼크의 경우, ++2/3 충전과 ++1/2의 I로₃, 바이런 번호 때문에 1/3의 과전하를 추론한다(세 쿼크가 바이런을 만들기 때문에 각 쿼크의 바이런 번호는 ++1/3이다).
• For a strange quark, with electric charge −+1/3, a baryon number of ++1/3, and strangeness −1, we get a hypercharge Y = −+2/3 , so we deduce that I₃ = 0 . That means that a strange quark makes an isospin singlet of its own (the same happens with charm, bottom and top quarks), while up and down constitute an isospin doublet.

실용적 노후화

초충전은 1960년대에 "입자 동물원"의 입자 그룹을 조직하고 관찰된 변형을 바탕으로 특별 보존법을 개발하기 위해 개발된 개념이다. 쿼크 모델의 등장으로 이제 강력한 과충전 Y는 업(n_u), 다운(n_d), 이상한(n_s), 매력(n_c), 탑(n_t), 바텀(n_b)의 숫자의 조합이라는 것이 명백해졌다.

${\displaystyle Y={\tfrac {1}{3}}n_{\textrm {u}}+{\tfrac {1}{3}}n_{\textrm {d}}-{\tfrac {2}{3}}n_{\textrm {s}}+{\tfrac {4}{3}}n_{\textrm {c}}-{\tfrac {2}{3}}n_{\textrm {b}}+{\tfrac {4}{3}}n_{\textrm {t}}~.}$

해드론 상호작용에 대한 현대적인 설명에서, 강한 과전하 양자 숫자를 세는 것을 귀찮게 하기보다는 상호 작용하는 바이런과 중간자를 구성하는 개별 구성 쿼크(보존되어 있는)를 통해 추적하는 파인만 도표를 그리는 것이 더 명백해졌다. 그러나 약한 고차장은 전기약간의 상호작용을 이해하는 데 필수적인 부분으로 남아 있다.

참조

• Semat, Henry; Albright, John R. (1984). Introduction to Atomic and Nuclear Physics. Chapman and Hall. ISBN 978-0-412-15670-0.