Izospin dhe simetria e shijes

Izospini dhe simetria e shijes janë simetri të brendshme të përafërta të bashkëveprimit të fortë, të cilat organizojnë hadronet në multiplete dhe zbuluan strukturën themelore të kuarkeve.

Definition

Izospini është një simetri e përafërt SU(2) e bashkëveprimit të fortë që i trajton protonin dhe neutronin, si dhe hadronet e tjera pothuajse degjeneruese, si komponentë të multipleteve të izospinit, ndërsa simetria e shijes e shtrin këtë në një simetri të përafërt SU(3) që organizon hadronet e përbëra nga kuarke up, down dhe strange në përfaqësime të tilla si oktete dhe dekuplete.

Scope

Kjo temë trajton izospinin, simetrinë e përafërt sipas së cilës protoni dhe neutroni, si dhe grimca të tjera me masë të ngjashme, trajtohen si gjendje të ndryshme të të njëjtit objekt, si dhe shtrirjen e tij në simetrinë më të madhe SU(3) të shijes, e cila grupon hadronet në multipletet e "mënyrës së tetëfishtë" të Gell-Mann-it. Ajo trajton përdorimin e këtyre simetrive për të parashikuar vetitë e grimcave dhe për të lidhur shkallët e reaksionit, si dhe mënyrën se si "mënyra e tetëfishtë" drejtoi drejt modelit të kuarkeve.

Core questions

• Si e trajton izospini protonin dhe neutronin si një entitet të vetëm?
• Pse izospini dhe simetria e shijes janë vetëm të përafërta?
• Si i organizon simetria SU(3) e shijes hadronet në multiplete?
• Si çoi "mënyra e tetëfishtë" në parashikimin e grimcave të reja dhe modelin e kuarkeve?

Key concepts

• Izospini dhe dubleti i nukleonit
• Multipletet e izospinit
• Simetria SU(3) e shijes
• Mënyra e tetëfishtë
• Oktetet dhe dekupletet e hadroneve
• Thyerja e simetrisë nga masat e kuarkeve

Key theories

Simetria e izospinit

Heisenberg prezantoi izospinin për të shprehur pothuajse identitetin e protonit dhe neutronit nën forcën e fortë, duke i trajtuar ato si dy gjendje të një nukleoni të lidhura nga një simetri SU(2) e cila thyhet vetëm nga elektromagnetizmi dhe ndryshimi i masës.

Mënyra e tetëfishtë

Gell-Mann dhe Ne'eman organizuan hadronet në multiplete të shijes SU(3), "mënyra e tetëfishtë", boshllëqet e së cilës parashikuan barionin omega-minus dhe e cila drejtoi drejtpërdrejt në nënstrukturën themelore të kuarkeve.

Clinical relevance

Izospini dhe simetria e shijes mbeten mjete praktike për të lidhur masat dhe shkallët e reaksionit të hadroneve, parashikimi i barionit omega-minus nga "mënyra e tetëfishtë" ishte një konfirmim i theksuar i qasjes, dhe suksesi i simetrisë SU(3) të shijes siguroi motivim thelbësor për modelin e kuarkeve të strukturës së hadroneve.

History

Heisenberg prezantoi izospinin në 1932 për të kapur simetrinë midis protonit dhe neutronit nën forcën e fortë. Me zbulimin e më shumë hadroneve, Gell-Mann dhe Ne'eman e shtrinë në mënyrë të pavarur këtë në simetrinë SU(3) të shijes në fillim të viteve 1960, "mënyra e tetëfishtë", suksesi parashikues i së cilës, veçanërisht zbulimi i omega-minus, çoi Gell-Mann dhe Zweig të propozojnë kuarket si përbërësit themelorë të hadroneve.

Key figures

• Werner Heisenberg
• Murray Gell-Mann
• Yuval Ne'eman

Seminal works

• heisenberg1932
• gellmann1962

Frequently asked questions

Çfarë është izospini?

Izospini është një simetri e përafërt e bashkëveprimit të fortë që i trajton grimcat me masë pothuajse të barabartë, si protoni dhe neutroni, si gjendje të ndryshme të një grimce themelore, formalisht analoge me spinin e zakonshëm.

Pse simetria e shijes është vetëm e përafërt?

Simetria e shijes do të ishte e saktë nëse kuarket up, down dhe strange do të kishin masa të barabarta dhe elektromagnetizmi do të injorohej. Për shkak se masat e kuarkeve ndryshojnë, veçanërisht ajo e kuarkut strange, simetria është vetëm e përafërt dhe thyhet dukshëm në ndarjet e masës së hadroneve.