Lambda bárion - Lambda baryon

Os bárions lambda (Λ) são uma família de partículas de hadron subatômicas contendo um quark up , um quark down e um terceiro quark de uma geração de sabor superior , em uma combinação onde a função de onda quântica muda de sinal sobre o sabor de quaisquer dois quark sendo trocado (portanto, ligeiramente diferente de um bárion sigma neutro ,
Σ⁰
) Eles são, portanto , bárions , com isospin total de 0 e têm carga elétrica neutra ou carga elementar +1.

Visão geral

O barión lambda
Λ⁰
foi descoberto pela primeira vez em outubro de 1950, por VD Hopper e S. Biswas da Universidade de Melbourne , como uma partícula V neutra com um próton como um produto de decaimento, distinguindo-o corretamente como um bárion , em vez de um méson , ou seja, diferente em tipo do mesão K descoberto em 1947 por Rochester e Butler; eles foram produzidos por raios cósmicos e detectados em emulsões fotográficas voadas em um balão a 70.000 pés (21.000 m). Embora se esperasse que a partícula vivesse por~ 10 ⁻²³  s , ele realmente sobreviveu por~ 10 ⁻¹⁰  s . A propriedade que o fez viver tanto foi apelidada de estranheza e levou à descoberta do quark estranho. Além disso, essas descobertas levaram a um princípio conhecido como a conservação da estranheza , em que as partículas leves não decaem tão rapidamente se exibirem estranheza (porque os métodos não fracos de decaimento das partículas devem preservar a estranheza do bárion em decadência). o
Λ⁰
com sua estrutura de quark uds pode decair pela força fraca como este: seu quark s (isto é: estranho) decai para (1) quark au, que então se junta com os quarks u & d restantes para formar um próton, e (2) o força fraca
C^-
bóson que então decai para um
π^-
partícula.

Em 1974 e 1975, uma equipe internacional do Fermilab que incluía cientistas do Fermilab e sete laboratórios europeus sob a liderança de Eric Burhop realizou uma busca por uma nova partícula, cuja existência Burhop previra em 1963. Ele havia sugerido aquele neutrino as interações podem criar  partículas de vida curta (talvez tão baixas quanto ^10-14 s) que podem ser detectadas com o uso de emulsão nuclear . O experimento E247 no Fermilab detectou com sucesso partículas com uma vida útil da ordem de 10 ⁻¹³  s. Um experimento de acompanhamento WA17 com o SPS confirmou a existência do
Λ⁺
_c (bárion lambda encantado), com um tempo de vôo de (7,3 ± 0,1) × 10 ⁻¹³  s .

Em 2011, a equipe internacional do JLab usou medições de espectrômetro de alta resolução da reação H (e, e′K ⁺ ) X no pequeno Q ² (E-05-009) para extrair a posição do pólo no plano de energia complexa ( assinatura primária de uma ressonância) para o lambda (1520) com massa = 1518,8 MeV e largura = 17,2 MeV que parecem ser menores do que seus valores de Breit-Wigner. Esta foi a primeira determinação da pole position para um hyperon .

O barião lambda também foi observado em núcleos atômicos chamados hipernúcleos . Esses núcleos contêm o mesmo número de prótons e nêutrons que um núcleo conhecido, mas também contém uma ou, em casos raros, duas partículas lambda. Em tal cenário, o lambda desliza para o centro do núcleo (não é um próton ou um nêutron e, portanto, não é afetado pelo princípio de exclusão de Pauli ) e liga o núcleo mais firmemente devido à sua interação através do força forte. Em um isótopo de lítio (Λ ⁷ Li), ele tornou o núcleo 19% menor.

Tipos de bárions lambda

Os bárions lambda são geralmente representados pelos símbolos
Λ⁰
,
Λ⁺
_c,
Λ⁰
_b, e
Λ⁺
_t. Nesta notação, o caractere sobrescrito indica se a partícula é eletricamente neutra ( ⁰ ) ou carrega uma carga positiva ( ⁺ ). O caractere subscrito , ou sua ausência, indica se o terceiro quark é um quark estranho (
Λ⁰
) (sem subscrito), um quark charme (
Λ⁺
_c) , um quark bottom (
Λ⁰
_b) , ou um quark top (
Λ⁺
_t) . Os físicos esperam não observar um bárion lambda com um quark top, porque o modelo padrão da física de partículas prevê que o tempo de vida médio dos quarks top é aproximadamente5 × 10 ⁻²⁵  segundos; isso é sobre1/20da escala de tempo média para interações fortes , o que indica que o quark top decairia antes que um bárion lambda pudesse formar um hadron .

Os símbolos encontrados nesta lista são: I ( isospin ), J ( número quântico do momento angular total ), P ( paridade ), Q ( carga ), S ( estranheza ), C ( charme ), B ′ ( fundo ), T ( topness ), u ( quark up ), d ( quark down ), s ( quark estranho ), c ( quark charme ), b ( quark bottom ), t ( quark top ), assim como outras partículas subatômicas.

As antipartículas não estão listadas na tabela; no entanto, eles simplesmente teriam todos os quarks transformados em antiquarks, e Q, B, S, C, B ′, T, seriam de sinais opostos. Os valores de I, J e P em vermelho não foram firmemente estabelecidos por experimentos, mas são previstos pelo modelo de quark e são consistentes com as medições. O lambda principal (
Λ⁺
_t) é listado para comparação, mas espera-se que nunca seja observado, porque os quarks top decaem antes de terem tempo para formar os hádrons .

‡ ^ Partícula não observada, porque o quark top decai antes de ter tempo suficiente para se ligar a um hadron ("hadronizes").

A tabela a seguir compara os bárions Lambda e Sigma neutros quase idênticos:

Veja também

• Lista de bárions

Referências

Leitura adicional

• Amsler, C .; et al. (2008). "Review of Particle Physics" (PDF) . Physics Letters B . 667 (1–5): 1–6. Bibcode : 2008PhLB..667 .... 1A . doi : 10.1016 / j.physletb.2008.07.018 . hdl : 1854 / LU-685594 .
• Caso, C .; et al. (1998). "Review of Particle Physics". European Physical Journal C . 3 (1–4): 1–783. Bibcode : 1998EPJC .... 3 .... 1P . doi : 10.1007 / s10052-998-0104-x .
• Nave, R. (12 de abril de 2005). "O bárion Lambda" . HyperPhysics . Retirado em 14 de julho de 2010 .