su3-мультиплеты
Барионный декуплет J P = 3/ 2+
В барионный декуплет входят нуклонные
резонансы, имеющие значение J P = 3/ 2+ и Ω–-гиперон.
Одинаковая разность масс между состояниями с различными значениями I определяется числом s-кварков, образующих состояния с определенным значением изоспина I.
Eugene Paul Wigner
(1902-1995)
Нобелевская премия по физике
1963 г. — E. Вигнер
За вклад в теорию атомного ядра и элементарных частиц, в частности за открытие и применение фундаментальных принципов симметрии.
Дискретные
симметрии
Дискретныесимметрии
Характеристика |
Взаимодействие |
||
|
Сильное |
Электро- |
Слабое |
|
|
магнитное |
|
Мультипликативные законы сохранения |
|||
Пространственная |
+ |
+ |
– |
четность, P |
|
|
|
Зарядовая четность, |
+ |
+ |
– |
C |
|
|
|
Временная четность, |
+ |
+ |
– |
T |
|
|
|
Комбинированная |
+ |
+ |
– |
четность, CP |
|
|
|
CPT-четность |
+ |
+ |
+ |
G-четность |
+ |
– |
– |
Ряд законов сохранения связан с различными операциями отражения. Операции отражения имеют два общих свойства.
1.Отражение является дискретной операцией.
2.Если провести операцию отражения два раза подряд, то в результате система возвратится в исходное состояние.
Наиболее привычным примером операции отражения является зеркальное отражение относительно какой-либо плоскости.
Пространственная
чётность
Пространственнаяинверсия. |
|
||||
JG JG |
Р-Pчетность |
JG |
JG |
||
X ,Y , Z, P, J |
→−X ,−Y ,−Z,−P,+J |
||||
Операция пространственной инверсии Р |
|
|
|||
заключается в следующем преобразовании |
|
||||
координат частиц: |
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
x, y, z →−x,−y − z . |
|
||||
В сущности это операция зеркального |
|
|
|||
отражения. |
|
|
|
|
|
Операция Р изменяет знак любого полярного |
|
||||
вектора: |
P |
−xG |
|
|
|
|
|
|
|
||
Gx →P |
(координата); |
|
|
||
p →−p (импульс). |
|
|
|||
Аксиальные вектора при пространственной |
|
||||
инверсии не изменяются. |
G |
|
|
||
|
G |
P |
|
|
|
|
J →J . |
|
|
||
Пространственная чётность Р |
|
|
|||
Пространственная чётность сохраняется в |
|
||||
сильных |
и |
электромагнитных |
|
||
взаимодействиях и не сохраняется в |
|
||||
слабых взаимодействиях. |
|
|
|||
Несохранениечетности вслабыхвзаимодействиях. ОпытВу
Ориентации спинов и импульсов при β-распаде кобальта.
Впервые несохранение пространственной четности в слабых взаимодействиях было обнаружено в эксперименте Ву и др.
в1957 г. В эксперименте использовался β–-радиоактивный источник 60Co, помещенный в магнитное поле. Ядро 60Co имеет спин J = 5 и большую величину магнитного момента, что позволяет получить высокую степень поляризации ядер
вмагнитном поле. Источник 60Co, помещался в магнитное поле кругового тока, под действием которого спины ядер
выстраивались вдоль направления поля. Для того, чтобы тепловое движение не уничтожило поляризацию 60Co охлаждался до низкой температуры ~0.01о K. Измерялось
количество электронов β-распада
60 Co → 60 Ni +e− +νe ,
испущенных по направлению магнитного поля (спинов ядер) и в противоположном направлении. Вся установка зеркально симметрична относительно плоскости, в которой расположен круговой ток.
Несохранениечетности вслабыхвзаимодействиях. ОпытВу
Ориентации спинов и импульсов при β-распаде кобальта.
При зеркальном отражении импульс (полярный вектор) изменяет направление на противоположное, а напряженность магнитного поля, магнитный момент, спин (аксиальные вектора) направления не изменяют. Из закона сохранения пространственной четности в сферических координатах для квадрата модуля волновой функции
ψ|(r,θ,ϕ)|2 = ψ|(r,π-θ,ϕ)|2,
следует, что вероятности испускания частиц под углами θ и π–θ равны. Если бы пространственная четность
сохранялась, что эквивалентно зеркальному отражению, должно было бы регистрироваться одинаковое количество электронов, как по направлению магнитного поля, так и в противоположном направлении.
Оказалось, что электроны испускаются преимущественно в направлении противоположном направлению спинов ядер (магнитного поля), т.е. тем самым было доказано, что в слабых распадах четность не сохраняется. Спин антинейтрино всегда направлен по импульсу (положительная или правая спиральность), спин нейтрино
— против импульса (отрицательная или левая спиральность).
Пространственнаяинверсия. Р-четность
JG JG |
P |
JG JG |
X ,Y, Z, P, J |
→−X ,−Y,−Z,−P,+J |
|
Распад ρ0-мезона ρ0 →π + +π −
Р-преобразование распада ρ0-мезона, который происходит
врезультате сильных взаимодействий:
Врезультате Р-преобразования в сильных взаимодействиях получается наблюдаемый в природе процесс.
Слабый распад π--мезона π− → μ− +νμ
(*)
В результате Р-преобразования изменяются знаки импульсов и не изменяются направления спинов:
(**)
Из требования Р-инвариантности следует равенство сечений процессов (*) и (**). В распаде (**)образуются мюонные антинейтрино с отрицательной спиральностью, которые в природе не наблюдаются, что означает нарушение Р-инвариантности в слабых взаимодействиях.