В процессах сильного и электромагнитного взаимодействий четность сохраняется: в этом заключается закон сохранения четности

Закон сохранения странности: странность в сильных и электромагнитных взаимодействиях сохраняется, а в слабых может меняться на ±1.

Чётность. Элементарным частицам приписывают еще одну квантово-механическую характеристику — четность (Р), характеризующую симметрию волновой функции элементарной частицы (или системы элементарных частиц) относительно зеркального отражения. Если при зеркальном отражении волновая функция частицы не меняет знака, то четность частицы Р = + 1 (четность положительная), если меняет знак, то четность частицы Р = - 1 (отрицательная).

Однако Ц. Ли и Ч. Янг (1956 г.) показали, что при слабых взаимодействиях этот закон не выполняется.

Изотопический спин. Все адроны распределяются по небольшим группам, называемым изотопическими мультиплетами (изомультиплетами). Это — группы элементарных частиц, одинаковым образом участвующие в сильном взаимодействии, имеющие близкие массы, одинаковые барионные заряды, одинаковые спины и различающиеся электрическими зарядами [например, протон и нейтрон; π⁺, π ^- и π⁰ (см. Приложение 1). Адронам присуща изотопическаяинвариантность, заключающаяся в том, что сильное взаимодействие для всех адронов, входящих в один и тот же изомультиплет, одинаково, т. е. не зависит от электрического заряда.

Эту по существу независимость от электрических зарядов называют изотопическо й (или зарядовой) независимостью сильных взаимодействий. Так, протон и нейтрон объединяют в изотопический дублет. Эти две частицы рассматриваются как различные квантовые состояния одной и той же частицы — нуклона. Изотопические триплеты — это, например, (π^-, π⁰, π ⁺) и (Σ^-, Σ⁰, Σ⁺). Существуют и одиночные частицы, не входящие в мультиплеты, их называют синглетами ( η-мезон, Λ- и Ω-гипероны).

По аналогии с обычным спином каждому зарядовому мультиплету приписывают определенное значение изотопического спина (короче изоспина ) I. Значение I выбирают так, чтобы 2 I + 1 было равно числу частиц в мультиплете n.

n = 2 I + 1

(17.9)

Отдельным частицам мультиплета приписывают различные значения I _z — проекции изоспина на ось Z в воображаемом изотопическом пространстве. Причем частице с большим электрическим зарядом — большее значение I _z. Например, для нуклонов I = 1/2, у протона I _z = +1/2, у нейтрона I _z = -1/2; для π-мезонов I = 1, тогда для π ⁺, π⁰, π^- соответственно I_z равно +1, 0, -1.

С изоспином связан закон сохранения: при сильных взаимодействиях сохраняется как изоспин I, так и его проекция. При электромагнитных — только I _z, сам же изоспин I не сохраняется. Слабые взаимодействия протекают как правило с изменением изоспина I.

Выполнение законов сохранения в сильном, электромагнитном и слабом взаимодействиях указано в таблице 17.3 знаком (+), невыполнение законов – знаком (-).

Таблица 17.3

Закон сохранения	Взаимодействие
сильное	электромагнитное	слабое
энергии	+	+	+
импульса	+	+	+
момента импульса	+	+	+
электрического заряда	+	+	+
лептонного заряда	+	+	+
барионного заряда	+	+	+
изотопического спина	+	+	-
странности	+	+	-
чётности	+	+	-

Дата добавления: 2014-01-04