Los bariones lambda (Λ) son una familia de partículas de hadrones subatómicos que contienen un quark arriba , un quark abajo y un tercer quark de una generación de sabor superior , en una combinación en la que la función de onda cuántica cambia de signo según el sabor de dos quarks cualesquiera. intercambiado (por lo tanto, ligeramente diferente de un barión sigma neutro ,
Σ0
). Por tanto, son bariones , con isospin total de 0, y tienen carga eléctrica neutra o carga elemental +1.
El barión lambda
Λ0
fue descubierto por primera vez en octubre de 1950, por VD Hopper y S. Biswas de la Universidad de Melbourne , como una partícula V neutra con un protón como producto de desintegración, distinguiéndose así correctamente como un barión , en lugar de un mesón , [2] es decir de tipo diferente al mesón K descubierto en 1947 por Rochester y Butler; [3] fueron producidos por rayos cósmicos y detectados en emulsiones fotográficas voladas en un globo a 70.000 pies (21.000 m). [4] Aunque se esperaba que la partícula viviera durante~10 −23 s , [5] en realidad sobrevivió durante~10 −10 s . [6] La propiedad que le hizo vivir tanto tiempo fue denominada extrañeza y condujo al descubrimiento del extraño quark. [5] Además, estos descubrimientos condujeron a un principio conocido como conservación de la extrañeza , según el cual las partículas ligeras no se desintegran tan rápidamente si presentan extrañeza (porque los métodos no débiles de desintegración de partículas deben preservar la extrañeza del barión en descomposición). [5] El
Λ0
con sus uds, el quark se desintegra mediante fuerza débil en un nucleón y un pión, ya sea Λ → p + π − o Λ → n + π 0 .
En 1974 y 1975, un equipo internacional del Fermilab , formado por científicos del Fermilab y de siete laboratorios europeos, bajo la dirección de Eric Burhop, llevó a cabo la búsqueda de una nueva partícula, cuya existencia había predicho Burhop en 1963. Había sugerido que el neutrino Las interacciones podrían crear partículas de vida corta (quizás tan bajas como 10 −14 s) que podrían detectarse con el uso de una emulsión nuclear . El experimento E247 en Fermilab detectó con éxito partículas con una vida útil del orden de 10 −13 s. Un experimento de seguimiento WA17 con el SPS confirmó la existencia del
Λ+
c(barión lambda encantada), con un tiempo de vuelo de(7,3 ± 0,1) × 10 −13 s . [7] [8]
En 2011, el equipo internacional de JLab utilizó mediciones con espectrómetro de alta resolución de la reacción H(e, e′K + )X en el pequeño Q 2 (E-05-009) para extraer la posición polar en el plano de energía compleja ( firma primaria de una resonancia) para el Λ (1520) con masa = 1518,8 MeV y ancho = 17,2 MeV que parecen ser más pequeños que sus valores de Breit-Wigner. [9] Esta fue la primera determinación de la pole position para un hiperón .
El barión lambda también se ha observado en núcleos atómicos llamados hipernúcleos . Estos núcleos contienen la misma cantidad de protones y neutrones que un núcleo conocido, pero también contienen una o, en casos raros, dos partículas lambda. [10] En tal escenario, la lambda se desliza hacia el centro del núcleo (no es un protón ni un neutrón y, por lo tanto, no se ve afectado por el principio de exclusión de Pauli ) y une el núcleo más estrechamente debido a su interacción a través de la fuerza fuerte. En un isótopo de litio (7
Λli
), hizo que el núcleo fuera un 19% más pequeño. [11]
Los bariones lambda suelen estar representados por los símbolos
Λ0
,
Λ+
c,
Λ0
segundo, y
Λ+
t. En esta notación, el carácter de superíndice indica si la partícula es eléctricamente neutra ( 0 ) o lleva una carga positiva ( + ). El carácter de subíndice , o su ausencia, indica si el tercer quark es un quark extraño (
Λ0
) (sin subíndice), un quark encantador (
Λ+
c) , un quark inferior (
Λ0
segundo) , o un quark superior (
Λ+
t) . Los físicos esperan no observar un barión lambda con un quark top, porque el modelo estándar de física de partículas predice que la vida media de los quarks top es aproximadamente5 × 10 −25 segundos; [12] eso es aproximadamente1/20de la escala de tiempo media para interacciones fuertes , lo que indica que el quark top se desintegraría antes de que un barión lambda pudiera formar un hadrón .
Los símbolos que se encuentran en esta lista son: I ( isospin ), J ( número cuántico de momento angular total ), P ( paridad ), Q ( carga ), S ( extrañeza ), C ( encanto ), B′ ( fondo ), T ( topness ), u ( up quark ), d ( down quark ), s ( extraño quark ), c ( charm quark ), b ( bottom quark ), t ( top quark ), así como otras partículas subatómicas.
Las antipartículas no figuran en la tabla; sin embargo, simplemente cambiarían todos los quarks a antiquarks, y Q, B, S, C, B′, T, serían de signos opuestos. Los valores de I, J y P en rojo no han sido establecidos firmemente mediante experimentos, pero son predichos por el modelo de quarks y son consistentes con las mediciones. [13] [14] La lambda superior (
Λ+
t) está incluido a modo de comparación, pero se espera que nunca se observe, porque los quarks superiores se desintegran antes de que tengan tiempo de formar hadrones . [15]
‡ ^ Partícula no observada, porque el quark superior se desintegra antes de que tenga tiempo suficiente para unirse a un hadrón ("hadroniza").
La siguiente tabla compara los bariones Lambda y Sigma neutros casi idénticos:
Debido a que el quark superior se desintegra antes de poder hadronizarse, no hay estados ligados ni mesones o bariones con sabor superior....
