Изотопическая инвариантность

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Изотопическая инвариантность (от лат. invarians, invariantis — неизменяющийся) — свойство сильных взаимодействий элементарных частиц.

Существующие в природе частицы, обладающие сильными взаимодействиями (адроны), можно разбить на группы «похожих» частиц, в каждую из которых входят частицы с примерно равными массами и одинаковыми внутренними характеристиками (спином, барионным зарядом, странностью), за исключением электрического заряда. Такие группы называют изотопическими мультиплетами. Оказывается, что сильное взаимодействие для всех частиц, входящих в один и тот же изотопический мультиплет, одинаково, то есть не зависит от электрического заряда, — в этом и состоит симметрия сильных взаимодействий, называемая изотопической инвариантностью.

Простейший пример частиц, которые могут быть объединены в один изотопический мультиплет, — протон (p) и нейтрон (n). Сильное взаимодействие протона с протоном, нейтрона с нейтроном и протона с нейтроном одинаково (если они находятся соответственно в одинаковых состояниях); это послужило исходным пунктом для установления изотопической инвариантности. Протон и нейтрон рассматриваются как два разных зарядовых состояния одной частицы — нуклона; они образуют изотопический дублет.

Электрический заряд частицы, входящей в изотопический мультиплет, выражается формулой Гелл-Мана — Нисидзимы: . Здесь  — барионный заряд,  — странность (одинаковые для всех частиц в данном изотопическом мультиплете), а величина пробегает с интервалом в единицу все значения от некоторого максимального значения (целого или полуцелого) до минимального, равного . Общее число значений, которые может принимать величина ) для данного изотопического мультиплета, а следовательно, и число частиц в изотопическом мультиплете, равно . Величина, , определяющая число частиц в изотопическом мультиплете, называется изотопическим спином, а величина — «проекцией» изотопического спина. Эти названия основаны на формальной математической аналогии с обычным спином частиц, поскольку, согласно квантовой механике, для частиц со спином проекция спина на произвольное направление в пространстве может принимать через единицу значения от до  то есть иметь значений.

Литература[править | править код]

При написании этой статьи использовался материал из издания «Казахстан. Национальная энциклопедия» (1998—2007), предоставленного редакцией «Қазақ энциклопедиясы» по лицензии Creative Commons BY-SA 3.0 Unported.