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Articulo de referencia

barión lambda

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Los bariones lambda (Λ) son una familia de partículas hadrónicas subatómicas que contienen un quark arriba , un quark abajo y un tercer quark de una generación de sabor superior , en una combinación donde la función de onda cuántica cambia de signo cuando se intercambian los sabores de dos quarks cualesquiera (por lo tanto, ligeramente diferente de un barión sigma neutro , Σ 0). Por lo tanto, son bariones , con un isospín total de 0, y tienen carga eléctrica neutra o carga elemental +1.

Descripción general

El barión lambda Λ 0fue descubierto por primera vez en octubre de 1950 por V. D. Hopper y S. Biswas de la Universidad de Melbourne , como una partícula V neutra con un protón como producto de desintegración, distinguiéndola así correctamente como un barión , en lugar de un mesón , [ 2 ] es decir, diferente en naturaleza del mesón K descubierto en 1947 por George Rochester y Clifford Charles Butler ; [ 3 ] fueron producidos por rayos cósmicos y detectados en emulsiones fotográficas transportadas en un globo a 70.000 pies (21.000 m) . [ 4 ] Aunque se esperaba que la partícula viviera durante ~10 −23  s , [ 5 ] en realidad sobrevivió durante~10 −10  s . [ 6 ] La propiedad que le hizo vivir tanto tiempo se denominó extrañeza y condujo al descubrimiento del quark extraño. [ 5 ] Además, estos descubrimientos condujeron a un principio conocido como la conservación de la extrañeza , según el cual las partículas ligeras no se desintegran tan rápidamente si exhiben extrañeza (porque los métodos no débiles de desintegración de partículas deben preservar la extrañeza del barión que se desintegra). [ 5 ] El Λ 0con sus desintegraciones de quarks uds a través de la fuerza débil en un nucleón y un pión − ya sea Λ → p + π − o Λ → n + π 0 .

En 1974 y 1975, un equipo internacional en Fermilab que incluía científicos de Fermilab y siete laboratorios europeos bajo el liderazgo de Eric Burhop llevó a cabo una búsqueda de una nueva partícula, cuya existencia Burhop había predicho en 1963. Había sugerido que las interacciones de neutrinos podrían crear partículas de corta duración (quizás tan bajas como 10 −14  s) que podrían detectarse con el uso de emulsión nuclear . El experimento E247 en Fermilab detectó con éxito partículas con una vida media del orden de 10 −13  s. Un experimento de seguimiento, WA17, que utilizó el acelerador SPS en el CERN confirmó la existencia del Λ + c (barión lambda encantado), con una vida media de(7,3 ± 0,1) × 10 −13  s . [ 7 ] [ 8 ]

En 2011, el equipo internacional de JLab utilizó mediciones de espectrómetro de alta resolución de la reacción H(e, e′K + )X a Q 2 pequeño (E-05-009) para extraer la posición del polo en el plano de energía compleja (firma primaria de una resonancia) para el Λ(1520) con masa1 518 .8  MeV/ c 2 y ancho17,2  MeV/ c² , que parecen ser menores que sus valores de Breit-Wigner. [ 9 ] Esta fue la primera determinación de la posición del polo para un hiperón .

El barión lambda también se ha observado en núcleos atómicos denominados hipernúcleos . Estos núcleos contienen el mismo número de protones y neutrones que un núcleo conocido, pero también contienen una o, en raras ocasiones, dos partículas lambda. [ 10 ] En tal caso, la partícula lambda se desliza hacia el centro del núcleo (no es un protón ni un neutrón, por lo que no se ve afectada por el principio de exclusión de Pauli ) y lo une con mayor fuerza debido a su interacción mediante la fuerza fuerte. En un isótopo de litio ( 7 Λ Li ), redujo el tamaño del núcleo en un 19 %. [ 11 ]

Tipos

Los bariones lambda se suelen representar con los símbolos Λ 0, Λ + c , Λ 0 b , y Λ + t . En esta notación, el carácter superíndice indica si la partícula es eléctricamente neutra ( 0 ) o lleva una carga positiva ( + ). El carácter subíndice , o su ausencia, indica si el tercer quark es un quark extraño ( Λ 0 ).) (sin subíndice), un quark encanto ( Λ + c ) , un quark fondo ( Λ 0 b ) , o un quark cima ( Λ + t ) . Los físicos esperan no observar un barión lambda con un quark cima, porque el Modelo Estándar de la física de partículas predice que la vida media de los quarks cima es aproximadamente5 × 10 −25  segundos; [ 12 ] eso es aproximadamente 1 / 20 ⁠ de la escala de tiempo media para interacciones fuertes , lo que indica que el quark top se desintegraría antes de que un barión lambda pudiera formar un hadrón .

Los símbolos que se encuentran en esta lista son: I ( isospín ), J ( número cuántico de momento angular total ), P ( paridad ), Q ( carga ), S ( extrañeza ), C ( encanto ), B ′ ( fondo ), T ( parte superior ), u ( quark arriba ), d ( quark abajo ), s ( quark extraño ), c ( quark encanto ), b ( quark fondo ), t ( quark cima ), así como otras partículas subatómicas.

Las antipartículas no aparecen en la tabla; sin embargo, simplemente se les cambiarían todos los quarks por antiquarks, y Q , B , S , C , B ′ , T tendrían signos opuestos. Los valores de I , J y P en rojo no han sido establecidos con certeza por experimentos, pero son predichos por el modelo de quarks y son consistentes con las mediciones. [ 13 ] [ 14 ] El quark top lambda ( Λ + t ) se incluye a modo de comparación, pero se espera que nunca se observe, ya que los quarks top se desintegran antes de tener tiempo de formar hadrones . [ 15 ]

‡ ^ Partícula no observada, porque el quark top se desintegra antes de tener tiempo suficiente para unirse en un hadrón ("hadroniza").

Véase también

Referencias

  1. ↑ Zyla, PA; et  al. (Particle Data Group) (2020). "Revisión de la física de partículas" . Progress of Theoretical and Experimental Physics . 2020 (8): 083C01. Bibcode : 2020PTEP.2020h3C01P . doi : 10.1093/ptep/ptaa104 . hdl : 11585/772320 .
  2. ↑ Hopper, VD; Biswas, S. (1950). "Evidencia sobre la existencia de la nueva partícula neutra elemental inestable". Phys. Rev. 80 ( 6): 1099. Bibcode : 1950PhRv...80.1099H . doi : 10.1103/physrev.80.1099 .
  3. ↑ Rochester, GD; Butler, CC (1947). "Evidencia de la existencia de nuevas partículas elementales inestables". Nature . 160 ( 4077): 855– 7. Bibcode : 1947Natur.160..855R . doi : 10.1038/160855a0 . PMID 18917296. S2CID 33881752 .  
  4. ↑ Pais, Abraham (1986). Inward Bound . Oxford University Press. pp. 21 , 511–517 . ISBN  978-0-19-851971-3.
  5. 1 2 3 El extraño quark
  6. 1 2 Amsler, C.; et al. (Particle Data Group) (2008). " Λ " (PDF) . Listados de partículas. Laboratorio Lawrence Berkeley. 
  7. ↑ Massey, Harrie ; Davis, DH (noviembre de 1981). "Eric Henry Stoneley Burhop 31 de enero de 1911 – 22 de enero de 1980" . Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society . 27 (27): 131– 152. doi : 10.1098/rsbm.1981.0006 . JSTOR 769868. S2CID 123018692 .  
  8. ↑ Burhop, Eric (1933). Los espectros de bandas de las moléculas diatómicas (MSc). Universidad de Melbourne.
  9. ↑ Qiang, Y.; et al. (2010). "Propiedades de la resonancia Lambda(1520) a partir de datos de electroproducción de alta precisión". Physics Letters B . 694 (2): 123– 128. arXiv : 1003.5612 . Bibcode : 2010PhLB..694..123Q . doi : 10.1016/j.physletb.2010.09.052 . S2CID 119290870 .  
  10. ↑ "Aviso para los medios: La antimateria más pesada conocida" . bnl.gov. Archivado del original el 11 de febrero de 2017. Consultado el 10 de marzo de 2013 .
  11. ↑ Brumfiel, Geoff (1 de marzo de 2001). "El increíble núcleo menguante" . Physical Review Focus . Vol. 7, n.º 11.  
  12. ↑ Quadt, A. (2006). "Física del quark top en colisionadores de hadrones" (PDF) . European Physical Journal C. 48 ( 3): 835–1000 . Bibcode : 2006EPJC...48..835Q . doi : 10.1140/epjc/s2006-02631-6 . S2CID 121887478 . {{cite journal}}: CS1 maint: DOI gratuito sin marcar ( enlace )
  13. ↑ Amsler, C.; et al. (Particle Data Group) (2008). "Bariones" (PDF) . Tablas resumen de partículas. Laboratorio Lawrence Berkeley . 
  14. ↑ Körner, JG; Krämer, M.; Pirjol, D. (1994). "Bariones pesados". Progress in Particle and Nuclear Physics . 33 : 787–868 . arXiv : hep-ph/9406359 . Bibcode : 1994PrPNP..33..787K . doi : 10.1016/0146-6410(94)90053-1 . S2CID 118931787 . 
  15. ↑ Ho-Kim, Quang; Pham, Xuan Yem (1998). «Quarks y simetría SU(3)». Partículas elementales y sus interacciones: conceptos y fenómenos . Berlín: Springer-Verlag. pág. 262. ISBN  978-3-540-63667-0OCLC 38965994. Debido a que el quark top se desintegra antes de poder ser hadronizado, no hay límites . tt¯{\displaystyle t{\bar {t}}}estados y ningún mesón o barión de sabor superior  ... 
  16. ^ Amsler, C.; et al. (Grupo de datos de partículas) (2008). " Λ c "(PDF). Listados de partículas. Laboratorio Lawrence Berkeley.
  17. ↑ Amsler, C.; et al. (Particle Data Group) (2008). " Λ + c " (PDF) . Modos de desintegración. Laboratorio Lawrence Berkeley. 
  18. ^ Amsler, C.; et al. (Grupo de datos de partículas) (2008). " Λ b "(PDF). Listados de partículas. Laboratorio Lawrence Berkeley.
  19. ↑ Amsler, C.; et al. (Particle Data Group) (2008). " Λ 0 b " (PDF) . Modos de desintegración. Laboratorio Lawrence Berkeley. 

Lecturas adicionales

  • Amsler, C.; et  al. (2008). "Revisión de física de partículas" (PDF) . Physics Letters B. 667 ( 1–5 ) : 1–6 . Bibcode : 2008PhLB..667....1A . doi : 10.1016/j.physletb.2008.07.018 . hdl : 1854/LU-685594 . S2CID 227119789 . 
  • Caso, C.; et  al. (1998). "Revisión de Física de Partículas". European Physical Journal C . 3 ( 1– 4): 1– 783. Bibcode : 1998EPJC....3....1P . doi : 10.1007/s10052-998-0104-x . S2CID 195314526 . 
  • Nave, R. (12 de abril de 2005). "El barión Lambda" . HyperPhysics . Recuperado el 14 de julio de 2010 .