Isotopisk spin

Isotopisk spin (isospin) er en af ​​de interne karakteristika ( kvantetal ), der bestemmer antallet af ladningstilstande for hadroner . Især protonen og neutronen (det generelle navn på disse elementære partikler  er nukleoner ) adskiller sig i værdien af ​​projektionen af ​​isospin, mens de absolutte værdier af deres isospin er de samme. Sidstnævnte udtrykker den isotopiske invariansegenskab for den stærke interaktion . Begrebet isotopisk spin blev introduceret af Heisenberg i 1932 [1] [2]

Isospin bevares i alle processer på grund af den stærke interaktion, men krænkes i de svage og elektromagnetiske interaktioner . Konserveringen af ​​isospin i stærke interaktioner gør det muligt tilnærmelsesvis at beregne reaktionstværsnittene og forudsige strukturen af ​​nukleare niveauer i tilfælde, hvor virkningerne af ikke-konserverende isospin-interaktioner er små [3] [4] .

Karakteristika

Fra et synspunkt om stærk interaktion er protonen og neutronen de samme partikler, og mange andre egenskaber er også tæt på dem. Derfor blev der udviklet en model, ifølge hvilken enhver nukleon har et isotopisk spin svarende til 1/2, som har to mulige "projektioner" i et særligt isotoprum . Når projektionen af ​​det isotopiske spin I z er lig med +1/2, så bliver nukleonet en proton, og når -1/2 bliver det til en neutron. (Denne tegnkonvention er accepteret i elementær partikelfysik; i kernefysik er z -aksen i det isotopiske rum nogle gange sat [5] i den modsatte retning [6] , således at neutron isospin projektionen er lig med +1/2 og den totale isospin-projektion for de fleste kerner er positiv).

Denne opførsel af det isotopiske spin ser naturligt ud fra et kvantemekanisk synspunkt, da det allerede har et kvantetal med lignende egenskaber - spin . I analogi med dette navn blev udtrykket "isotopisk spin" introduceret.

Isospin I er ens for alle hadroner , der danner en isotopisk multiplet , antallet af hadroner i en sådan multiplet er 2 I  + 1. Hver hadron i isomultipletten har sin egen isospinprojektion I z og sin egen elektriske ladning , men alle andre kvante tallene er de samme ( spin , paritet , baryon tal , ulige , osv.). Nukleon-iso-dubletten ( I  = 1/2) består således af to udtryk: en proton og en neutron med Iz  = ±1/2 . Pionisotripletten har isospin 1 og isospin fremspring +1, 0, −1.

Se også

Noter

  1. ↑ Heisenberg W. Zs. f. Phys. 77 1 (1932)
  2. ↑ Fermi, 1956 , s. 7.
  3. ↑ Fermi, 1956 , s. 24.
  4. ↑ Shirokov, 1980 , s. 191.
  5. ↑ For eksempel i bogen af ​​K. N. Mukhin "Introduction to Nuclear Physics". Moskva: Atomizdat , 1974, samme konvention gælder som i elementær partikelfysik: proton isospin er +1/2.
  6. ↑ L. Valentin. Subatomisk fysik: kerner og partikler / Oversat fra fransk. N. N. Kolesnikova. - M .: Mir , 1986. - T. 2: Videreudvikling. - S. 175. - 272 s. — 10.000 eksemplarer.

Litteratur