Kysymys baryoneista

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Huomasinpa tässä, että protoni (p) ja delta+ baryoni (Δ+) rakentuvat molemmat kahdesta ylös-kvarkista ja yhdestä alas-kvarkista (siis uud). Tämä Δ+ on painavampi kuin p ( m(Δ+)=1,23 GeV/c² ja m(p)=0,94 GeV/c² ). Lisäksi protonin spin on 1/2 ja Δ+:n spin on 3/2. Mistä nämä erot johtuvat? Molemmissa baryonissahan on koossapitävänä vuorovaikutuksena vahvan vuorovaikutuksen perusvuorovaikutus, jonka välittäjähiukkanen on gluoni. Asiastahan en niin paljoa ymmärrä, joten vähän helpohkosti selitettyjä vastauksia sitten - kiitos!

Kommentit (9)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
Kale
Huomasinpa tässä, että protoni (p) ja delta+ baryoni (Δ+) rakentuvat molemmat kahdesta ylös-kvarkista ja yhdestä alas-kvarkista
...
Mistä nämä erot johtuvat?

Kvarkkisysteemeillä on eri energiatiloja, samaan tapaan kuin atomeilla elektronitiloja. Niihin liittyy erilaisia kvanttilukujen (esim. spin) arvoja. Protoni on uud-systeemin perustila (alin energiatila) ja tuo delta+ on viritystila, jonka energia on korkeampi ja spin erilainen.

Vierailija
Neutroni
Kale
Huomasinpa tässä, että protoni (p) ja delta+ baryoni (Δ+) rakentuvat molemmat kahdesta ylös-kvarkista ja yhdestä alas-kvarkista
...
Mistä nämä erot johtuvat?



Kvarkkisysteemeillä on eri energiatiloja, samaan tapaan kuin atomeilla elektronitiloja. Niihin liittyy erilaisia kvanttilukujen (esim. spin) arvoja. Protoni on uud-systeemin perustila (alin energiatila) ja tuo delta+ on viritystila, jonka energia on korkeampi ja spin erilainen.

Kiitoksia selkeästä vastauksesta, Neutroni. Tarkempaan tarkasteluun vaaditaankin kaiketi jo itseopiskulua, että jos muilta ei tule myös helposti ymmärrettäviä lisäyksiä, niin tämä oli kai sitten tässä.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5202
Liittynyt26.3.2005

Niin näitä baryonitiloja on useita:

Delta baryonit ovat koostuneet ylös ja alaskvarkeista, niin että niiden kokonaisspin on 3/2. Ne hajoavat pioniksi ja joko protoniksi tai neutroniksi.

Lambda baryonit ovat koostuneet yhdestä ylös, yhdestä alas ja yhdestä outo kvarkista, jossa ylös ja alas kvarkkit ovat isospin 0-tilassa. Neutraali lambda osoitti ensimmäisen kokeellisen tuloksen outo kvarkista. Melkein aina lambda hajoaa protoniksi ja varaukselliseksi pioniksi tai neutroniksi ja neutraaliksi pioniksi.

Sigma baryonit ovat myös yhdistelmä outo kvarkista ja ylös ja alaskvarkkien yhdistelmästä, mutta ovat järjestyneet isospin 1-tilaan. Neutraalilla sigmalla on sama kvarkkiyhdistelmä kuin lambdalla (ylös, alas, outo) ja niinmuodoin hajoaa paljon nopeammin kuin sigma+ (ylös, ylös, outo) tai sigma- (alas, alas, outo)

Xi baryonit ovat muodostuneet kahdesta outo kvarkista ja joko ylös tai alas kvarkista. Ne hajoavat pääsääntöisesti lambdaksi ja pioniksi, lambda sitten hajoaa kuten selostettu edellä. Tämän ”limittäin” tapahtuvan hajoamisen vuoksi xi-tilaa kutsutaan joskus ”cascadiksi”.

Omega miinus baryoni on koostunut kolmesta outo kvarkista. Sen löytö oli suuri voitto kvarkkitutkimuksessa, koska se löydettiin vasta kun sen olemmassaolo, massa ja hajoamistuotteet oli teoreettisesti ennustettu.

On olemassa vielä lisää baryonitiloja jotka sisältävät painavia kvarkkeja.

Vierailija

protonin massa alimmalla energiatilalla on 938MeV/c². Jos protonia posotetaan fotonilla ja saadaan uud kvarkit virittymään ja samalla protoni nousemaan Δ+ tilaan. Ensimmäinen viritysenergia on 294MeV/c², jolloin Δ+ fermionin massaksi saadaan 938MeV/c + 294MeV/c² = 1232MeV/c²
Spin on sitten havaittu olevan 3/2.
Tämä virittyminen vastaa vähän samanlaista kuin, jos atomi absorboisi fotonin.

Palstan hiukkasfyysikoille lisäksi mainittakoot, että baryonit nyt ylipäätään ovat hiukksia, jotka koostuvat kolmesta kvarkista tai kolmesta anti-kvarkista.

Vierailija
half-life
protonin massa alimmalla energiatilalla on 938MeV/c². Jos protonia posotetaan fotonilla ja saadaan uud kvarkit virittymään ja samalla protoni nousemaan Δ+ tilaan. Ensimmäinen viritysenergia on 294MeV/c², jolloin Δ+ fermionin massaksi saadaan 938MeV/c + 294MeV/c² = 1232MeV/c²
Spin on sitten havaittu olevan 3/2.
Tämä virittyminen vastaa vähän samanlaista kuin, jos atomi absorboisi fotonin.

Palstan hiukkasfyysikoille lisäksi mainittakoot, että baryonit nyt ylipäätään ovat hiukksia, jotka koostuvat kolmesta kvarkista tai kolmesta anti-kvarkista.


Kiitoksia täsmennyksestä. Varmaan en silloin tee suurta virhettä väittäessäni, että Δº-baryoni syntyy pommittamalla neutronia (n) fotoneilla, koska molempien kvanttikoostumus on udd. Myös tässä virittymisessä spin muuttuu 1/2:sta 3/2:ksi. Lepomassat ovat m(n)=939 MeV/c² ja m(Δº)=(1232±2) MeV/c².

Titanic
Seuraa 
Viestejä852
Liittynyt10.5.2014

Mitä tulee spiniin niin olisin havaitsevinan seuraavan säännön (oma "sävellys" taas! eli hypoteesi):

1/2 spin = antihiukkanen erillään esim. Elektronilla Positroni.

1 spin = antihiukkanen samassa paketissa esim. mesonit kvarkki+ANTIKVARKKI.

3/2 spin = a) kolme samaa kvarkkia esim. uuu tai sss. b) voi olla myös niin, että kaikki kolme kvarkkia eivät välittömästi ole samat, mutta hiukkanen voi "muodostua" (hajoamistuotteet) yhdistelmästä, jossa on yhteensä viisi kvarkkia, joista kolme on samaa esim. uuu+d ja yksi on antikvarkki.

3/2 spin Delta+ hiukkasella sen lisäksi, että se osoittaa tuon olevan Resonanssihiukkanen?: osoittaa, että Delta+ kätkee sisäänsä seuraavat ominaisuudet hajotessaan a) kolme samaa kvarkkia esim. uuu  sekä b) Delta+ "sisältää" kvarkin ja antikvarkin samassa pakkauksessa.

a) Eli Delta+ hajoaa joko Protoni + Neutroni (uud + udd) eli on tässä kolme samaa kvarkkia uuu sekä myös ddd.

b) Tai hajoaa myös Protoni + Pioni0 (uud + u / antiu) eli tässä on kolme samaa kvarkkia uuu sekä vielä antikvarkki u.

(Näyttää siltä kuin 3/2 spin hajoamistuote ei aina sisältäisi juuri antikvarkkia, vaikka tuo spin koostuu spineistä 1 ja 1/2, vaan kelpaa myös kvarkkikoostumus uuu+ddd eli esim. silloin kun hajoaa protoniksi ja neutroniksi, jotta spin olisi 3/2.)

Lyhyesti: Spin koostuu kokonaisluvusta silloin kun hiukkanen "sisältää" antihiukkasen. Delta+ ei voi olla spiniltään 1/2, jos se hajotessaan näytää kätkevän sisäänsä ANTIKVARKIN?

(Tosin baryonin spin voi koostua kokonaisluvusta myös silloin kun siinä on kolme samaa kvarkkia esim. uuu tai sss.).

Mielestäni tuo onko spin enemmän kuin 1/2 näyttäisi liittyvän selkeästi antihiukkasen olemassaoloon joko itse parina (mesonit) tai sitten hajoamistuottessa.

Kovin tarkkaan en ole asiaa tutkinut, mutta päällisin puolin näyttää siltä; ainakin pintapuolisesti havaintoaineistoa silmäillessä.

 

 

 

 

 

Eusa
Seuraa 
Viestejä13406
Liittynyt16.2.2011

Jotenkin kaipaisi verrokiksi toisenkin selityksen siitä miten spinin arvojen 1/2 ja 3/2 mukaiset hiukkaset eroavat toisistaan ja mitä yleisesti spin yli yhden käytännössä merkitsee...

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5202
Liittynyt26.3.2005
Titanic

Mitä tulee spiniin niin olisin havaitsevinan seuraavan säännön (oma "sävellys" taas! eli hypoteesi):

1/2 spin = antihiukkanen erillään esim. Elektronilla Positroni.

1 spin = antihiukkanen samassa paketissa esim. mesonit kvarkki+ANTIKVARKKI.

3/2 spin = a) kolme samaa kvarkkia esim. uuu tai sss. b) voi olla myös niin, että kaikki kolme kvarkkia eivät välittömästi ole samat, mutta hiukkanen voi "muodostua" (hajoamistuotteet) yhdistelmästä, jossa on yhteensä viisi kvarkkia, joista kolme on samaa esim. uuu+d ja yksi on antikvarkki.

3/2 spin Delta+ hiukkasella sen lisäksi, että se osoittaa tuon olevan Resonanssihiukkanen?: osoittaa, että Delta+ kätkee sisäänsä seuraavat ominaisuudet hajotessaan a) kolme samaa kvarkkia esim. uuu  sekä b) Delta+ "sisältää" kvarkin ja antikvarkin samassa pakkauksessa.

a) Eli Delta+ hajoaa joko Protoni + Neutroni (uud + udd) eli on tässä kolme samaa kvarkkia uuu sekä myös ddd.

b) Tai hajoaa myös Protoni + Pioni0 (uud + u / antiu) eli tässä on kolme samaa kvarkkia uuu sekä vielä antikvarkki u.

(Näyttää siltä kuin 3/2 spin hajoamistuote ei aina sisältäisi juuri antikvarkkia, vaikka tuo spin koostuu spineistä 1 ja 1/2, vaan kelpaa myös kvarkkikoostumus uuu+ddd eli esim. silloin kun hajoaa protoniksi ja neutroniksi, jotta spin olisi 3/2.)

Lyhyesti: Spin koostuu kokonaisluvusta silloin kun hiukkanen "sisältää" antihiukkasen. Delta+ ei voi olla spiniltään 1/2, jos se hajotessaan näytää kätkevän sisäänsä ANTIKVARKIN?

(Tosin baryonin spin voi koostua kokonaisluvusta myös silloin kun siinä on kolme samaa kvarkkia esim. uuu tai sss.).

Mielestäni tuo onko spin enemmän kuin 1/2 näyttäisi liittyvän selkeästi antihiukkasen olemassaoloon joko itse parina (mesonit) tai sitten hajoamistuottessa.

Kovin tarkkaan en ole asiaa tutkinut, mutta päällisin puolin näyttää siltä; ainakin pintapuolisesti havaintoaineistoa silmäillessä.

 

 

 

 

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Baryon

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Isospin

Titanic
Seuraa 
Viestejä852
Liittynyt10.5.2014

Jaa, näyttää siltä, että mitä edellä kirjoitin olikin trollaus. Olen kesäloman tarpeessa ja yritän nyt luopua kirjoittelusta pariksi kuukaudeksi tällä foorumilla, jos pystyn.

Huomasin katsoa noiden muiden baryoneiden hajoamistuotteet vasta nyt ja kyllä 1/2 spin hiukkaset hajoavat myös pioniksi eli sisältävät hajoamistuotteessa antikvarkin.

Eli se mitä kirjoitin spinistä ja antihiukkasista tässä onkin pötyä. En tarkastanut asioita ennen kuin kirjoitin tarpeeksi tarkkaan. Anteeksi! Hyvää Kesää kaikille!

Uusimmat

Suosituimmat