Спин кварковJ
Кварки являются фермионами
J (q) = 12 J (q) = 12
Барионный заряд кварков B
Стандартная Модель приписывает лептонам три лептонных заряда Le, Lμ, Lτ. Аналогичной характеристикой кварков − но одной и той же для всех кварков − является барионный
заряд В. Барионный заряд кварков B(q)=+1/3. Барионный заряд антикварков B(q)=–1/3.
Барионный заряд является аддитивным сохраняющимся квантовым числом. Не обнаружено каких-либо указаний на его несохранение.
Адроны, состоящие из трех кварков, имеют барионный заряд В = 1/3 + 1/3 + 1/3 = +1 и
называются барионами.
Антибарионы, состояще из трех антикварков,
имеют В = −1/3 + (−1/3) + (−1/3) = −1.
Мезоны, состоящие из одного кварка и одного антикварка, имеют В = +1/3 + (−1/3) = 0.
B(q) = + |
1 |
B(q) = − |
1 |
|
3 |
3 |
|||
|
|
Изоспин кварков 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 u, d кварков
u- и d- кваркам приписывается изоспин I = 1/2
спроекциями I3 на ось квантования в
изоспиновом |
пространстве, |
|
|
равными |
||||||
соответственно |
I3 = +1/2 |
(изоспин |
направлен |
|||||||
вверх) иI3 =–1/2 (изоспин направлен вниз): |
||||||||||
u → |
I = 1 |
2 |
, |
I |
3 |
= + 1 |
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
d → I = 1 |
2 |
, |
I3 |
= − 1 |
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Буквенные обозначения u- и d-кварков отражают направления их изоспинов, так как происходят от английских слов up (вверх) и down (вниз)
Изоспины u -антикварка и d-антикварка:
u |
→ I = 1 |
2 |
, |
I |
3 |
= − 1 |
2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
→ I = 1 |
|
, |
I3 |
= + 1 |
|
|||
d |
2 |
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||