Hiperony

Ten artykuł od 2011-06 zawiera treści, przy których brakuje odnośników do źródeł. Należy dodać przypisy do treści niemających odnośników do źródeł. Dodanie listy źródeł bibliograficznych jest problematyczne, ponieważ nie wiadomo, które treści one uźródławiają. Sprawdź w źródłach: Encyklopedia PWN • Google Books • Google Scholar • Federacja Bibliotek Cyfrowych • BazHum • BazTech • RCIN • Internet Archive (texts / inlibrary) Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się w dyskusji tego artykułu. Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu.

Hiperony (z gr. hyper "ponad") – bariony zawierające przynajmniej jeden kwark dziwny (s)^[1], ale niezawierające kwarku powabnego (c) ani kwarku b^[2]. Zaliczane są w związku z tym do cząstek dziwnych.

Hiperony mają masy większe od masy nukleonu, ale mniejsze niż dwa nukleony.

Charakterystyka

Hiperony są hadronami, a więc cząstkami oddziałującymi silnie. Są one fermionami, więc posiadają spin połówkowy i podlegają statystyce Fermiego-Diraca. Jako bariony, są one zbudowane z kwarków. W przypadku hiperonów są to kwarki lekkie, w tym co najmniej jeden kwark s; cząstki zawierające cięższe kwarki (c, b), nie są nazywane hiperonami.

Hiperony są cząstkami nietrwałymi, o czasach życia od 10⁻²⁰ do 10⁻¹⁰ sekundy. Zazwyczaj rozpadają się na protony lub neutrony i mezony. Swobodne neutrony i mezony są cząstkami nietrwałymi, więc ulegają dalszemu rozpadowi.

Rodzaje hiperonów

Hiperony różnią się dziwnością i ładunkiem elektrycznym, co wynika z ich składu kwarkowego. Najlżejszy hiperon lambda (Λ⁰) rozpada się przez oddziaływanie słabe, co wiąże się z jego względnie długim czasem życia (~10^-10 s), który umożliwia połączenie z nukleonami budując twór podobny do jądra atomowego (hiperjądro). Odkryto również hiperjądra z cięższym hiperonem Σ^-.

Istnieją hiperony o symbolach Λ⁰, Σ, Ξ oraz Ω⁻ (w kolejności wzrostu masy) i kilka ich stanów rezonansowych.

Badania nad hiperonami

Pierwsze badania dotyczące hiperonów podjęto już w latach 50. XX wieku. Badania te przyczyniły się do stworzenia przez fizyków klasyfikacji cząstek elementarnych, których odkryto w tamtym okresie bardzo wiele.

Istnienie hiperonu Ω⁻ zostało przewidziane teoretycznie, zanim został zaobserwowany. Cząstka ta posiada dziwność równą -3, więc aby mogła ona się rozpaść na proton lub neutron (cząstki te nie posiadają dziwności), musi zajść kilka słabych rozpadów z wymianą zapachu.

Teoria Murraya Gell-Manna, wiążąca znane wówczas bariony z reprezentacją grupy SU(3), przewidywała istnienie takiej właśnie cząstki. Gell-Mann opracował swoją klasyfikację cząstek w 1962 roku (nazywając ją ośmioraką ścieżką – ang. Eightfold Way), a wkrótce znalazła ona potwierdzenie. W trakcie badań przeprowadzonych w 1964 roku przy użyciu akceleratora cząstek RHIC, znajdującego się w Brookhaven National Laboratory w USA, zaobserwowano właśnie hiperony Ω⁻.

Obecnie badania nad hiperonami prowadzone są w laboratoriach na całym świecie, m.in. w CERN-ie, laboratoriach Fermilab, SLAC, Laboratorium Jeffersona, Brookhaven National Laboratory, KEK i innych. Fizycy skupiają się na badaniach dotyczących łamania symetrii przy rozpadach, pomiaru spinu i badania stanów wzbudzonych hiperonów, oraz poszukiwaniach hipotetycznych cząstek takich jak np. pentakwark.

Przypisy