Hiperón

Tipo de barión extraño

En física de partículas , un hiperón es cualquier barión que contiene uno o más quarks extraños , pero ningún quark charm , bottom o top . ^[1] Esta forma de materia puede existir en forma estable dentro del núcleo de algunas estrellas de neutrones. ^[2] Los hiperones a veces se representan genéricamente con el símbolo Y. ^[3]

Historia e investigación

La primera investigación sobre los hiperones tuvo lugar en la década de 1950 y impulsó a los físicos a crear una clasificación organizada de partículas.

El término fue acuñado por el físico francés Louis Leprince-Ringuet en 1953, ^{[4] [5]} y anunciado por primera vez en la conferencia sobre rayos cósmicos en Bagnères de Bigorre en julio de ese año, acordado por Leprince-Ringuet, Bruno Rossi. , CF Powell , William B. Fretter y Bernard Peters . ^[6]

Hoy en día, la investigación en esta área se lleva a cabo a partir de datos tomados en muchas instalaciones de todo el mundo, incluidos el CERN , Fermilab , SLAC , JLAB , Brookhaven National Laboratory , KEK , GSI y otros. Los temas de física incluyen búsquedas de violaciones de CP , mediciones de espín , estudios de estados excitados (comúnmente conocidos como espectroscopia ) y búsqueda de formas exóticas como pentaquarks y dibariones .

Propiedades y comportamiento

Una combinación de tres quarks u, d o s con un espín total de 3/2 forma el llamado decuplet bariónico . Los seis inferiores son hiperones.

Al ser bariones, todos los hiperones son fermiones . Es decir, tienen espín semientero y obedecen a las estadísticas de Fermi-Dirac . Todos los hiperones interactúan a través de la fuerza nuclear fuerte , lo que los convierte en tipos de hadrones . Están compuestos por tres quarks ligeros , al menos uno de los cuales es un quark extraño , lo que los convierte en bariones extraños.

"Las resonancias de hiperones excitados y los hiperones en estado fundamental con un '*' incluido en su notación decaen a través de la interacción fuerte ". Para Ω⁻ , así como para los hiperones más ligeros, este modo de desintegración no es posible dadas las masas de las partículas y la conservación del sabor y el isospín necesarios en interacciones fuertes. En cambio, estos decaen débilmente con paridad no conservada . Una excepción a esto es el Σ⁰ que se desintegra electromagnéticamente en Λ debido a que tiene los mismos números cuánticos de sabor. El tipo de interacción a través del cual se producen estas desintegraciones determina la vida útil promedio, razón por la cual los hiperones que se desintegran débilmente son significativamente más longevos que aquellos que se desintegran a través de interacciones fuertes o electromagnéticas. ^[7]

Lista

Notas:

• Dado que las interacciones fuertes conservan la extrañeza , algunos hiperones en estado fundamental no pueden desintegrarse fuertemente. Sin embargo, sí participan en fuertes interacciones.
• 
  Λ⁰
  También puede descomponerse en raras ocasiones a través de estos procesos:

  
  Λ⁰
  →
  pag⁺
  +
  mi⁻
  +
  v
  _mi

  
  Λ⁰
  →
  pag⁺
  +
  µ⁻
  +
  v
  _µ

• 
  Ξ⁰
  y
  Ξ⁻
  También se conocen como hiperones en "cascada", ya que pasan por una desintegración en cascada de dos pasos hasta convertirse en un nucleón .
• El
  Ω⁻
  tiene un número bariónico de +1 y una hipercarga de −2, lo que le da una extrañeza de −3. Se necesitan múltiples desintegraciones débiles que cambien el sabor para que se descomponga en un protón o neutrón. El modelo SU(3) de Murray Gell-Mann y Yuval Ne'eman (a veces llamado Óctuple Vía ) predijo la existencia y la masa de este hiperón y que sólo sufrirá procesos de desintegración débiles. La evidencia experimental de su existencia fue descubierta en 1964 en el Laboratorio Nacional Brookhaven . Otros ejemplos de su formación y observación utilizando aceleradores de partículas confirmaron el modelo SU(3).

Ver también

• barión delta
• hipernúcleo
• Lista de bariones
• Lista de partículas
• Portal de física
• Cronología de los descubrimientos de partículas.

Referencias

1. Greiner, Walter (2001). "Estructura del vacío y materia elemental: de los superpesados ​​pasando por la hipermateria y la antimateria". En Arias, JM; Lozano, M. (eds.). Un curso avanzado en física nuclear moderna . Apuntes de conferencias de física. vol. 581, págs. 316–342. doi :10.1007/3-540-44620-6_11. ISBN 978-3-540-42409-3.
2. Schaffner-Bielich, Jürgen; et al. (2002), "Transición de fase a la materia hiperónica en estrellas de neutrones", Physical Review Letters , 89 (17): 171101, arXiv : astro-ph/0005490 , Bibcode : 2002PhRvL..89q1101S, doi : 10.1103/PhysRevLett.89.171101, PMID  12398654, S2CID  18759347, 171101
3. Tolos, L.; Fabbietti, L. (mayo de 2020). "Extrañeza en núcleos y estrellas de neutrones". Progresos en Física de Partículas y Nuclear . 112 : 41. arXiv : 2002.09223 . Código Bib : 2020PrPNP.11203770T. doi :10.1016/j.ppnp.2020.103770. S2CID  211252559.
4. Degrange, Bernard; Fontaine, Gerard; Fleury, Patricio (2013). "Seguimiento de las contribuciones de Louis Leprince-Ringuet a la física de los rayos cósmicos". Física hoy . 66 (6): 8. Código Bib :2013PhT....66f...8D. doi :10.1063/PT.3.1989. ISSN  0031-9228.
5. Ravel, Olivier (2013). Ormes, Jonathan F. (ed.). Primeras investigaciones sobre rayos cósmicos en Francia. Simposio Centenario 2012: Descubrimiento de los Rayos Cósmicos. Actas de la conferencia AIP. vol. 1516. Denver, Estados Unidos: Instituto Americano de Física. págs. 67–71. Código Bib : 2013AIPC.1516...67R. doi : 10.1063/1.4792542. ISBN 978-0-7354-1137-1.
6. JW Cronin (2011). "La Conferencia de Rayos Cósmicos de 1953 en Bagnères de Bigorre: el nacimiento de la física subatómica". La revista física europea H. 36 (2): 183–201. arXiv : 1111.5338 . Código bibliográfico : 2011EPJH...36..183C. doi :10.1140/epjh/e2011-20014-4. S2CID  119105540.Véase en particular la figura 5.
7. Martín, BR (2017). Física de partículas (Cuarta ed.). Chichester, West Sussex, Reino Unido. ISBN 9781118911907.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
8. "Grupos de datos de partículas: Revisión de física de partículas de 2006 - Lambda" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 10 de septiembre de 2008 . Consultado el 20 de abril de 2008 .
9. "Descripción general de las partículas físicas: bariones". Archivado desde el original el 28 de febrero de 2008 . Consultado el 20 de abril de 2008 .
10. "Grupos de datos de partículas: Revisión de física de partículas de 2006 - Lambda" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 10 de septiembre de 2008 . Consultado el 20 de abril de 2008 .
11. "Grupos de datos de partículas: Revisión de física de partículas de 2006 - Lambda" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 10 de septiembre de 2008 . Consultado el 20 de abril de 2008 .
12. "Grupos de datos de partículas: Revisión de física de partículas de 2006 - Sigma +" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 10 de septiembre de 2008 . Consultado el 20 de abril de 2008 .
13. "Grupos de datos de partículas: Revisión de física de partículas de 2006 - Sigma0" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 10 de septiembre de 2008 . Consultado el 20 de abril de 2008 .
14. "Grupos de datos de partículas: Revisión de física de partículas de 2006 - ¿Sigma?" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 10 de septiembre de 2008 . Consultado el 20 de abril de 2008 .
15. "Grupos de datos de partículas: Revisión de física de partículas de 2006 - Sigma (1385)" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 10 de septiembre de 2008 . Consultado el 20 de abril de 2008 .
16. "Grupos de datos de partículas: Revisión de física de partículas de 2006 - Xi0" (PDF) . Consultado el 20 de abril de 2008 .
17. "Grupos de datos de partículas: Revisión de física de partículas de 2006 - Xi-" (PDF) . Consultado el 20 de abril de 2008 .
18. "Grupos de datos de partículas: Revisión de física de partículas de 2006 - Xi (1530)" (PDF) . Consultado el 20 de abril de 2008 .
19. "Grupos de datos de partículas: Revisión de física de partículas de 2006 - Omega-" (PDF) . Consultado el 20 de abril de 2008 .

• Semat, Henry; Albright, John R. (1984). Introducción a la Física Atómica y Nuclear . Chapman y Hall . ISBN 0-412-15670-9.