奇异数

编辑 锁定
本词条缺少名片图,补充相关内容使词条更完整,还能快速升级,赶紧来编辑吧!
奇异数是描述粒子内部性质的一个相加性量子数,通常用S表示,只能取整数。为解释奇异粒子的性质,1953年,美国物理学家盖尔曼、日本物理学家中野董夫、西岛和彦(K.Nishijima)各自独立提出了新的量子数——奇异数。第一个奇异粒子是1947年由罗彻斯特(G.Rochester)和巴特勒(C.Butler,1922-)发现的。随后在加速器中又陆续发现了更多的奇异粒子。与普通粒子不同,奇异粒子协同产生,独立衰变,并且快产生,慢衰变。粒子物理学规定普通粒子的奇异数是0。
中文名
奇异数
定 义
描述粒子内部性质的相加性量子数
表 示
S
要 求
取整数

奇异数规定 编辑

奇异粒子的奇异数由以下反应规定:
规定K粒子的奇异数是+1,Λ的奇异数是-1,然后由其它反应确定其余粒子的奇异数。

发现历史 编辑

1947年首先在宇宙线中发现了新型的粒子。50年代初期这种粒子也可在用加速器作的实验中产生。这种粒子在π介子-核子或核子-核子碰撞过程中产生,行进了一段距离后又主要变成π介子和核子。其主要特点一是产生截面很大而衰变寿命很长,即"产生快,衰变慢";二是协同产生,即两个或多个新型粒子在一次碰撞过程中同时产生。
随着实验资料的积累,人们逐渐认识到,新型粒子的这两个特性都是与一个新量子数──奇异数──相联系的。普通的强子、核子和π介子,其奇异数为零;新型粒子则是具有非零奇异数的强子,称为奇异粒子。由普通强子碰撞产生奇异粒子的过程是强相互作用过程,奇异数守恒,因而产生速度快、截面大,而且必须几个奇异粒子同时产生才能保持总的奇异数为零。奇异粒子的衰变过程是弱相互作用过程,奇异数不守恒,因此单个的奇异粒子可以变成核子和 π介子的体系,只是衰变速度慢,寿命长。人们还从实验资料中归纳出一条唯象规则:一次弱相互作用过程最多只能改变奇异数一个单位。因此奇异数为两个单位的奇异粒子要经过两次弱衰变才能变成普通强子,这就满意地解释了Ξ超子的"级联衰变"性质。

奇异数 编辑

奇异数S=+1的奇异粒子有Κ等 奇异数S=-1的奇异粒子有Κ、Λ、Σ等 奇异数S=-2的奇异粒子有Ξ、Ξ等 奇异数S=-3的奇异粒子有Ω等。 在强相互作用电磁相互作用中,奇异数S是严格守恒的,奇异粒子必须协同产生。而在弱相互作用中,奇异数S可以不守恒,选择定则是ΔS=0,±1。奇异粒子的衰变是弱相互作用,可以分别独立地衰变。
以表征奇异粒子的量子数,叫奇异数(又称奇异量子数),记为S。取一个奇异夸克的奇异数S=-1;一个反奇异夸克的奇异数S=+1;没有奇异夸克或奇异夸克的奇异数抵消为0的粒子的奇异数S=0。在强相互作用和电磁作用中,奇异数守衡,在弱相互作用中不守衡。
也有定义如下:
S=2(Q-I3)-B,Q为电荷,I3为同位旋,B为重子数[1]
参考资料
词条标签:
科技 理学 物理学