Իզոտոպ սպին

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
32 սպինով բարիոն կազմող u-, d- կամ s- երեք քվարկների կոմբինացիան ձևավորում է բարիոնային դուբլետ։
12 սպինով բարիոն կազմող u-, d- կամ s- երեք քվարկների կոմբինացիան ձևավորում է բարիոնային օկտետ։

Իզոտոպ սպին, իզոսպին, նշանակումը՝ I, քվանտային թիվ, որը վերագրվում է ուժեղ փոխազդող մասնիկներին՝ հադրոններին։

Իզոտոպ սպինի գաղափարն առաջարկել է Վերներ Հայզենբերգը[1] 1932 թ.՝ բացատրելու համար նոր հայտնաբերված նեյտրոնի սիմետրիաները.

  • Նյետրոնի և պրոտոնի զանգվածը գրեթե նույնն է։ Չնայած պրոտոնի լիցքը դրական է, իսկ նեյտրոնը չեզոք է, նրանք բոլոր տեսանկյուններով գրեթե նույն մասնիկն են։
  • Ուժեղ փոխազդեցության ուժը նուկլոնների որևէ զույգի միջև նույնն է՝ անկախ պրոտոն կամ նեյտրոն լինելուց։

Այսպիսով, իզոսպինը որպես հասկացություն ներկայացվեց մինչև 1960 թ.՝ քվարկային մոդելի ստեղծումը։ Իզոսպին տերմինը առաջարկել է Յուջին Վիգները 1937 թ.[2]։

Իզոտոպ մուլտիպլետներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Որոշակի իզոտոպ սպինը վերագրվում է հադրոնների այնպիսի խմբերին, որոնց կազմի մեջ մտնող մասնիկներն ունեն միևնույն քվանտային թվերը և տարբերվում են միայն էլեկտրական լիցքով։ Այդպիսի խմբերը կոչվում են իզոտոպ կամ լիցքային մուլտիպլետներ։ Մասնիկների թիվը տվյալ իզոտոպ մուլտիպլետում հավասար է -ի։ Նրանք տարբերվում են իզոտոպ սպինի երրորդ պրոյեկցիայով՝ -ով, որն ընդունում է։

արժեքներ։

Իզոտոպ մուլտիալետներ են պրոտոն-նեյտրոն դուբլետը (), պիոնների տրիպլետը՝ ( և այլն)։

Մուլտիպլետի անդամների զանգվածները տարբերվում են մի քանի էլեկտրոնի զանգվածով։ Այդ տարբերությունը պայմանավորված է մուլտիպլետի անդամների էլեկտրական լիցքերի տարբերությամբ։ Իզոտոպ մուլտիպլետի անդամների էլեկտրական Q լիցքը -ի հետ կապված է Գել-Ման-Նիշիջիմայի բանաձևով՝

,

որտեղ հիպերլիցքն է, B-ն՝ բարիոնային լիցքը, S-ը՝ տարօրինակությունը։

Ուժեղ փոխազդեցության ինվարիանտություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Հադրոնների ուժեղ փոխազդեցության հիմնական հատկություններից մեկը էլեկտրական լիցքից անկախ լինելն է։ Դա նշանակում է, որ հադրոնների փոխազդեցությունը կախված է նրանց լրիվ իզոտոպ սպինից և անկախ է դրա երրորդ պրոյեկցիայից։ Այս դրույթը ձևակերպվում է նաև որպես ուժեղ փոխազդեցության ինվարիանտություն պայմանական լիցքային (կամ իզոտոպ) տարածության պտույտների նկատմամբ։ Ուժեղ փոխազդեցության այս հատկությունը կոչվում է իզոտոպ ինվարիանտություն։ Իզոտոպ ինվարիանտության հետևանքներից մեկը լրիվ իզոտոպ սպինի պահպանումն է ուժեղ փոխազդեցություններում։ Օրինակ՝

ռեակցիան արգելված է, որովհետև դեյտրոնի և հելիումի միջուկների իզոտոպ սպինը հավասար է 0-ի, իսկ -ինը՝ 1-ի։

Լրիվ իզոտոպ սպինի պահպանման օրենքը ունի մոտավոր բնույթ։ Նա բացարձակ ճիշտ է միայն ուժեղ փոխազդեցությունների համար։ Էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության առկայությունը, որն ավելի քան հարյուր անգամ թույլ է ուժեղ փոխազդեցությունից, հանգեցնում է այդ պահպանման օրենքի խախտմանը։ Այդ խախտումները համեմատական են էլեկտրամագնիսական և ուժեղ փոխազդեցությունների հարաբերությանը և այդ պատճառով կազմում են մի քանի տոկոս։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Heisenberg W. (1932)։ «Über den Bau der Atomkerne»։ Zeitschrift für Physik (գերմաներեն) 77: 1–11։ Bibcode:1932ZPhy...77....1H։ doi:10.1007/BF01342433 
  2. Wigner E. (1937)։ «On the Consequences of the Symmetry of the Nuclear Hamiltonian on the Spectroscopy of Nuclei»։ Physical Review 51 (2): 106–119։ Bibcode:1937PhRv...51..106W։ doi:10.1103/PhysRev.51.106