ФИЗИКА
Введение изотопического спина позволило объединить частицы в зарядовые мультиплеты. Расширение схемы изотопического спина привело к созданию теории унитарной симметрии элементарных частиц. Оказывается, если известные адроны рассортировать по значениям их спина и внутренней чётности, то образуется несколько больших групп адронов, внутри которых наблюдаются интересные закономерности. Такие группы называют супермультиплетами или унитарными мультиплетами. В то время можно было вполне чётко выделить четыре большие группы частиц. Мезонные адроны с нулевым спином и отрицательной чётностью образуют группу из девяти частиц (нонет), состоящую из унитарного октета и унитарного синглета.
|
|
в) |
г) |
Рис. 9.7.1 |
|
Электрический заряд, странность и масса членов этой девятки закономерно изменяются от частицы к частице (рис. 9.7.1а). Аналогичную девятку образуют также мезонные адроны со спином равным единице, и отрицательной чётностью (рис. 9.7.1б). Барионы со спином 1/2 и положительной чётностью образуют сходный октет (рис. 9.7.1в). Наконец, барионные адроны со спином 3/2 и положительной чётностью составляют десятку-декуплет (рис. 9.7.1г). В последнем случае закономерность изменения свойств у частиц особенно очевидна.
Все частицы декуплета размещены на четырёх строках, характеризующихся определёнными значениями странности S : 0, -1, -2, -3. Строки имеют разную длину и вместе образуют правильный треугольник. На самой нижней строке находятся четыре члена изотопического квартета Δ-частиц, характеризующееся одним и тем же значением изотопического спина T = 3/2, который в этом случае имеет четыре проекции (2T + 1 = 4). Все члены этого квартета должны иметь одинаковую массу с погрешностью порядка нескольких мегаэлектрон-вольт. Вторую строку занимает Σ1385-триплет резонансов с T = 1 и близкими массами. В третьей строке размещён изотопический Ξ1530-дублет с T = 1/2, и, наконец, вершину треугольника венчает изотопический синглет с T = 0 - Ω--гиперон. Электрический заряд частиц, входящих в изотопический мультиплет, возрастает на единицу при движении вдоль строки слева направо. Каждой вертикали соответствует определённое значение проекции изотопического спина. На диагоналях, направленных под острыми углами к оси абсцисс, расположены частицы с одинаковым электрическим зарядом. И что особенно замечательно, разности средних значений масс для двух любых соседних строк практически одинаковы (~ 146 МэВ).
Перечисленные закономерности позволили Гелл-Манну в 1962 году по свойствам девяти известных частиц предсказать все основные характеристики десятой частицы, занимающей верхний угол треугольника. В начале 1964 года Ω--гиперон с предсказанными свойствами был найден.
Аналогичные закономерности можно проследить также и в других супермультиплетах, хотя там они не столь просты и очевидны, как в случае декуплета.
к к к