向导|基本粒子16︱一大批无法解释的粒子现身—奇异粒子( 二 )


那从质量上来看 , 我们发现Λ、Σ+、Σ0、Σ-、和Ξ0 、 Ξ- , 它们能分成三组 , 一组是Λ , 另外一组是Σ+、Σ0、Σ- , 还有一组是Ξ0 、 Ξ- 。
之所以这样分组是因为每组内的奇异粒子 , 它们的质量都差不多 , 这就跟质子和中子的情况一样了 , 前面我们说了 , 在核力面前质子和中子是同一种粒子的不同表现形式 , 区别是电荷不同 , 所以我们用同位旋的取向来区分质子和中子 。
同样的情况 , 现在Σ+、Σ0、Σ-它们的质量相近 , 我们也可以认为它们是同一种粒子的不同表现形式 , 区别是电荷不同 , 所以我们也可以用同位旋的不同取向来区分它们 , 因此我们说它们的同位旋为1 , 在同位旋空间的I3分量上有三个投影+1、0和-1 , 分别代表了Σ+、Σ0、Σ- 。 也就是同一种粒子 , 在同位旋空间中有三个不同取向 , 这三种不同取向就代表了三种电荷状态 , 因此就有了Σ+、Σ0、Σ- 。
Ξ0 、 Ξ-的情况跟质子和中子是一摸一样的 , 同位旋是1/2 , 有两种取向+1/2和-1/2 , Λ只有一种电荷状态 , 所以它的同位旋是0 , 没有取向之分 。
K+、K0、反K0和K- , 这是四个介子 , 自旋是0 , 没有重子数 , 其中K+和K- , K0和反K0互为反粒子 , 所以K+、K0就构成一组电荷多重态 , 它们的情况跟中子和质子一样 , 同位旋也是1/2 , 投影有两个取向为+1/2和-1/2 。 它们的反粒子反K0和K-也一样是+1/2和-1/2 。
现在说完了它们的重子数和同位旋 , 也知道了它们的电荷数 , 我们就可以定义这些奇异粒子的奇异数了 。
盖尔曼发现 , 以前我们知道的中子和质子这两个重子 , 以及三个π介子(π+、π0和π-)它们的电荷数、同位旋第三分量上的取值、以及重子数之间满足这样的关系:2(Q-I3)-B=0 , 但是新发现的这些奇异粒子 , 它们的电荷、同位旋第三分量上的取值I3和重子数之间不满足这样的关系 。
所以盖尔曼就把这些奇异粒子的奇异数定义为了:S=2(Q-I3)-B , 顺便人们还在奇异数的基础上定义了另外一个量子数叫超超荷 , 记为Y , 也就是Y=S+B 。
知道了定义的方式 , 我们就能算出这些新粒子的奇异数和超荷了 , 比如说Λ粒子 , 他的电荷数Q是0 , I3是0 , 重子数B是1 , 所以算下来的奇异数S就是-1 , 超荷Y就是0 , 就是这样定义奇异数的 。
现在我们看到就是新发现的奇异粒子的量子数 , 这些量子数是揭开强子内部结构的关键所在 , 有了这些量子数我们就能根据它们凑出一些基本粒子 , 去组成这些强子 。
当然也能够猜出这些基本粒子所携带一些量子数 , 好那今天的内容就到这里 , 下节课我们继续说强子的发现 , 上面那些粒子都只是很小的一部分 。

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