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

Las primeras investigaciones sobre los hiperones tuvieron lugar en la década de 1950 e impulsaron 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 de 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]

En la actualidad, la investigación en esta área se lleva a cabo con datos obtenidos en muchas instalaciones de todo el mundo, entre ellas CERN , Fermilab , SLAC , JLAB , Brookhaven National Laboratory , KEK , GSI y otras. Los temas de física incluyen búsquedas de violaciones de CP , mediciones de espín , estudios de estados excitados (comúnmente denominados espectroscopia ) y búsquedas 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 decuplete bariónico . Los seis inferiores son hiperones.

Al ser bariones, todos los hiperones son fermiones . Es decir, tienen espín semientero y obedecen a la estadística 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 de estado fundamental con un '*' incluido en su notación se desintegran 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 necesarias en las interacciones fuertes. En cambio, estos se desintegran débilmente con paridad no conservada . Una excepción a esto es el Σ⁰ que se desintegra electromagnéticamente en Λ debido a que lleva los mismos números cuánticos de sabor. El tipo de interacción a través de la cual ocurren estas desintegraciones determina la vida media, por lo que los hiperones que se desintegran débilmente tienen una vida significativamente más larga que los que se desintegran a través de interacciones fuertes o electromagnéticas. ^[7]

Lista

Notas:

• Dado que la extrañeza se conserva mediante interacciones fuertes , algunos hiperones en estado fundamental no pueden desintegrarse fuertemente. Sin embargo, sí participan en interacciones fuertes.
• 
  O⁰
  También puede descomponerse en raras ocasiones a través de estos procesos:

  
  O⁰
  →
  pag⁺
  +
  mi⁻
  +
  no
  _mi

  
  O⁰
  →
  pag⁺
  +
  micras⁻
  +
  no
  _micras

• 
  O⁰
  y
  O⁻
  También se conocen como hiperones en "cascada", ya que pasan por una desintegración en cascada de dos pasos en un nucleón .
• El
  Ohmio⁻
  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 cambian de 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 la Vía Óctuple ) predijo la existencia de este hiperón, su masa y que solo sufrirá procesos de desintegración débil. La evidencia experimental de su existencia se descubrió en 1964 en el Laboratorio Nacional de Brookhaven . Otros ejemplos de su formación y observación utilizando aceleradores de partículas confirmaron el modelo SU(3).

Véase también

• Delta barión
• Hipernúcleo
• Extraño
• Lista de bariones
• Lista de partículas
• Portal de física
• Cronología de los descubrimientos de partículas

Referencias

1. Greiner, Walter (2001). "Estructura del vacío y la materia elemental: desde los superpesados ​​pasando por la hipermateria hasta la antimateria". En Arias, JM; Lozano, M. (eds.). Un curso avanzado de física nuclear moderna . Apuntes de clase 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 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". Progreso en física de partículas y nuclear . 112 : 41. arXiv : 2002.09223 . Código Bibliográfico : 2020PrPNP.11203770T. doi : 10.1016/j.ppnp.2020.103770. S2CID:  211252559.
4. Degrange, Bernard; Fontaine, Gérard; Fleury, Patrick (2013). "Seguimiento de las contribuciones de Louis Leprince-Ringuet a la física de rayos cósmicos". Physics Today . 66 (6): 8. Bibcode :2013PhT....66f...8D. doi :10.1063/PT.3.1989. ISSN  0031-9228.
5. Ravel, Olivier (2013). Ormes, Jonathan F. (ed.). Early cosmic ray research in France. Centenary Symposium 2012: Discovery of Cosmic Rays. AIP Conference Proceedings. Vol. 1516. Denver, Estados Unidos: American Institute of Physics. págs. 67–71. Bibcode :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". The European Physical Journal 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. Martin, BR (2017). Física de partículas (Cuarta edición). Chichester, West Sussex, Reino Unido. ISBN 9781118911907.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
8. "Grupos de datos de partículas: Revisión de 2006 de la física de partículas – Lambda" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2008-09-10 . Consultado el 2008-04-20 .
9. "Descripción general de las partículas de física: 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 2006 de la física de partículas – Lambda" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2008-09-10 . Consultado el 2008-04-20 .
11. "Grupos de datos de partículas: Revisión de 2006 de la física de partículas – Lambda" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2008-09-10 . Consultado el 2008-04-20 .
12. "Grupos de datos de partículas: Revisión de 2006 de la física de partículas – Sigma+" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2008-09-10 . Consultado el 20 de abril de 2008 .
13. "Grupos de datos de partículas: Revisión de 2006 de la física de partículas – Sigma0" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2008-09-10 . Consultado el 20 de abril de 2008 .
14. "Grupos de datos de partículas: Revisión de 2006 de la física de partículas – Sigma-" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2008-09-10 . Consultado el 2008-04-20 .
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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 2006 de la física de partículas – 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.