Izotopa spino

Barionoj formitaj el triu,daŭskvarkoj kunspino3/2

Barionoj formitaj el triu,daŭskvarkoj kun spino 1/2

Izotopa spinoaŭ kurteizospinoestas unu el internajkvantumaj nombroj,kiuj difinas kvanton de ŝargaj statoj dehadronoj.Ekzemple,protonokajneŭtronodiferas je projekcio de izospino, dum ĝiaabsoluta valoroestas sama por ambaŭnukleonoj.La lasta estas eco deizotopa senvariantecodefortaj interagoj.

El vidpunkto deforta nuklea forto,protono kaj neŭtrono vere estas samaj, kaj ili havas multajn aliajn komunajn ecojn. Pro tio oni difinis modelon, laŭ kiuj ĉiunuklonohavas specialanvektoranvaloron kun absoluta longo de 1/2. Ĝi havas du eblajn projekciojn al aksoj de t.n.izotopa spaco.Kiam la projekcio al aksoz(I_z) estas +1/2, la nuklono estas protono, kaj kun −1/2 — neŭtrono. Tiun sistemon oni uzas enpartikla fiziko,dum pornuklea fizikooni nun uzas reversajn aksojn por ke suma projekcio denukleopli ofte estu pozitiva.

La nomoizotopa spinodevenas de la fakto, ke la konduto de tiu ĉi valoro estis simila al jam konata eco, laspino.Ĝi vere ne signifas ion ajn krom tiu simileco. La termino estas enkondukita en1932farWerner Heisenberg.

La izotopa spino estas senŝanĝa dum ĉiuj influoj de fortanuklea forto,sed ŝanĝiĝas ĉefortajkajelektromagnetajinteragoj.La efekto de konservo de izotopa spino helpas akiri proksimuman strukturon de nukleaj niveloj post reakcioj, en kiuj efektoj de aliaj fortoj krom forta nuklea forto estas malgrandaj.

Absoluta valoro de izospinoIestas sama por ĉiujhadronojenizotopa multopo,kaj la nombro de hardonoj en tia multopo estas egala al 2I+1. Ĉiu hadrono en multopo havas propran valoron de projekcioI_zkaj propranŝargon,sed ĉiuj aliaj kvantumaj nombroj (spino,pareco,bariona nombro,strangecoktp) estas samaj. Ekzepmple izotopa duopo denukleonoj(I=1/2) havas du membrojn: protono kaj neŭtrono kunI_z=±1. Izotopa triopo depionoj$\pi ^{+},\pi ^{0},\pi ^{-}$havas izospinon 1 kaj tri projekciojn: +1, 0, −1.

Moderna kompreno de Izotopa spino

Observoj de malmultepezajbarionoj(kreitaj elu-,d-kajs-kvarkoj) kondutas al konkludo ke tiuj partikloj estas tiel similaj jefortaj interagojke ili povas esti diferaj statoj de sama partiklo. Laŭ modernaj modeloj dekvantuma kolordinamikotio okazas ĉar u- kaj d-kvarkoj estas ege similaj je maso kaj havas samajn fortajn interagojn. Do, la partikloj el sama nombro de u- kaj d-kvarkoj ankaŭ havas preskaŭ samajnmasojnkaj estas grupitaj kune. Ekzemple,delta-barionoj,barionojkun spino 3/2, estas faritaj el mikso de tri u- kaj d-kvarkoj kaj estas rigardataj kiel unu grupo ĉar ili ĉiuj havas preskaŭ saman mason (proksimume 1232 MeV/c²) kaj interagas en preskaŭ sama maniero.

Tamen, ĉar u- kaj d-kvarkoj diferas jeŝargo(u-kvarko havas ŝargon de 2/3e,kaj d-kvarko de 1/3e) la kvar delta-barionoj havas diferajn ŝargojn: Δ⁺⁺(uuu), Δ⁺(uud), Δ⁰(udd), Δ⁻(ddd). Oni povas rigardi na ĉiuj kvar kiel statoj de sama partiklo. Izotopa spino estas la eco paralela al spino, kiun oni uzas por asocii projekcionI_z(ankaŭ iam skribata kielI₃) al iu ŝarga stato. Por kvar delta-barionoj oni bezonas kvar projekciojn. Do, la absoluta valoro de isospinoIestis elektita kiel 3/2, kaj la projekciojI_zestas 3/2 por Δ⁺⁺,1/2 por Δ⁺,-1/2 por Δ⁰kaj -3/2 por Δ⁻.

Post invento dekvarkamodelo, oni notis ke projekcio de izotopa spino havas rilaton kun kvarka enhavo de partikloj. Tiu rilato estas:I_z= 1/2(N_u−N_d) kieN_ukajN_destas, laŭorde, nombro de u- kaj d-kvarkoj.

Laŭ izotopa spino, la kvar delta-barionoj kaj dunukleonojpovas esti rigardataj kiel diferaj statoj de du bazaj partikloj. Laŭ kvarka modelo oni eĉ povas rigardi delta-barionoj kiel ekscitaj statoj de nukleonoj.