Barión lambda - Lambda baryon

Los bariones lambda (Λ) son una familia de partículas de hadrones subatómicas que contienen un quark up , un quark down y un tercer quark de una generación de sabor superior , en una combinación en la que la función de onda cuántica cambia de signo sobre el sabor de dos quarks cualesquiera. intercambiado (por lo tanto, ligeramente diferente de un barión sigma neutral ,
Σ⁰
). Por lo tanto , son bariones , con isospín total de 0, y tienen carga eléctrica neutra o carga elemental +1.

Visión general

El lambda barión
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, distinguiéndola correctamente como un barión , en lugar de un mesón , es decir, de diferente tipo. del mesón K descubierto en 1947 por Rochester y Butler; fueron producidos por rayos cósmicos y detectados en emulsiones fotográficas voladas en un globo a 70.000 pies (21.000 m). Aunque se esperaba que la partícula viviera durante~ 10 ⁻²³  s , en realidad sobrevivió durante~ 10 ⁻¹⁰  s . La propiedad que hizo que viviera tanto tiempo se denominó extrañeza y condujo al descubrimiento del extraño quark. Además, estos descubrimientos llevaron a un principio conocido como conservación de la extrañeza , en el que las partículas ligeras no se descomponen tan rápidamente si exhiben extrañeza (porque los métodos no débiles de descomposición de partículas deben preservar la extrañeza del barión en descomposición). los
Λ⁰
con su estructura de quark uds puede decaer por la fuerza débil como esta: su quark s (es decir: extraño) decae a (1) au quark, que luego se une con los quarks u & d restantes para formar un protón, y (2) el fuerza débil
W^-
bosón que luego decae a un
π^-
partícula.

En 1974 y 1975, un equipo internacional del Fermilab que incluía a científicos del Fermilab y siete laboratorios europeos bajo el liderazgo de Eric Burhop llevó a cabo una búsqueda de una nueva partícula, cuya existencia había predicho Burhop en 1963. Él había sugerido que el neutrino las interacciones podrían crear  partículas de corta duración (quizás tan bajas como ^10-14 s) que podrían detectarse con el uso de 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 (lambda barión encantada), con un tiempo de vuelo de (7,3 ± 0,1) × 10 ⁻¹³  s .

En 2011, el equipo internacional de JLab utilizó mediciones de espectrómetro de alta resolución de la reacción H (e, e′K ⁺ ) X en Q ² pequeño (E-05-009) para extraer la posición polar en el plano de energía compleja ( firma primaria de una resonancia) para la lambda (1520) con masa = 1518,8 MeV y ancho = 17,2 MeV que parecen ser más pequeños que sus valores Breit-Wigner. Esta fue la primera determinación de la pole position para un hyperon .

El barión lambda también se ha observado en núcleos atómicos llamados hipernúcleos . Estos núcleos contienen el mismo número de protones y neutrones que un núcleo conocido, pero también contiene una o, en raras ocasiones, dos partículas lambda. En tal escenario, la lambda se desliza hacia el centro del núcleo (no es un protón o 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 del fuerza potente. En un isótopo de litio (Λ ⁷ Li), hizo que el núcleo fuera un 19% más pequeño.

Tipos de bariones lambda

Los bariones lambda suelen estar representados por los símbolos
Λ⁰
,
Λ⁺
_c,
Λ⁰
_b, y
Λ⁺
_t. En esta notación, el carácter de superíndice indica si la partícula es eléctricamente neutra ( ⁰ ) o tiene una carga positiva ( ⁺ ). El carácter de subíndice , o su ausencia, indica si el tercer quark es un quark extraño (
Λ⁰
) (sin subíndice), un quark charm (
Λ⁺
_c) , un quark de fondo (
Λ⁰
_b) , o un quark top (
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; eso se trata de1/20de la escala de tiempo media para interacciones fuertes , lo que indica que el quark top decaería antes de que un barión lambda pudiera formar un hadrón .

Los símbolos encontrado en esta lista son: I ( isospin ), J ( momento angular número total cuántica ), P ( paridad ), Q ( carga ), S ( extrañeza ), C ( charmness ), B ' ( bottomness ), T ( topness ), u ( quark arriba ), d ( quark abajo ), s ( quark extraño ), c ( quark encanto ), b ( quark inferior ), t ( quark superior ), así como otras partículas subatómicas.

Las antipartículas no se enumeran en la tabla; sin embargo, simplemente habrían cambiado 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 se han establecido firmemente mediante experimentos, pero son predichos por el modelo de quarks y son consistentes con las mediciones. La lambda superior (
Λ⁺
_t) se enumera para comparar, pero se espera que nunca se observe, porque los quarks superiores se desintegran antes de que tengan tiempo de formar hadrones .

‡ ^ Partícula no observada, porque el quark top decae antes de que tenga tiempo suficiente para unirse a un hadrón ("hadroniza").

La siguiente tabla compara los bariones Lambda y Sigma neutros casi idénticos:

Ver también

• Lista de bariones

Referencias

Otras lecturas

• Amsler, C .; et al. (2008). "Revisión de la física de partículas" (PDF) . Physics Letters B . 667 (1–5): 1–6. Código Bibliográfico : 2008PhLB..667 .... 1A . doi : 10.1016 / j.physletb.2008.07.018 . hdl : 1854 / LU-685594 .
• Caso, C .; et al. (1998). "Revisión de la física de partículas". Physical Europea Diario C . 3 (1–4): 1–783. Código Bibliográfico : 1998EPJC .... 3 .... 1P . doi : 10.1007 / s10052-998-0104-x .
• Nave, R. (12 de abril de 2005). "El barión Lambda" . Hiperfísica . Consultado el 14 de julio de 2010 .