更新时间:2023-07-26 20:20
奇异数是描述粒子内部性质的一个相加性量子数,通常用S表示,只能取整数。为解释奇异粒子的性质,1953年,美国物理学家盖尔曼、日本物理学家中野董夫、西岛和彦(K.Nishijima)各自独立提出了新的量子数——奇异数。第一个奇异粒子是1947年由罗彻斯特(G.Rochester)和巴特勒(C.Butler,1922-)发现的。随后在加速器中又陆续发现了更多的奇异粒子。与普通粒子不同,奇异粒子协同产生,独立衰变,并且快产生,慢衰变。粒子物理学规定普通粒子的奇异数是0。
奇异粒子的奇异数由以下反应规定:
规定K粒子的奇异数是+1,Λ的奇异数是-1,然后由其它反应确定其余粒子的奇异数。
1947年首先在宇宙线中发现了新型的粒子。50年代初期这种粒子也可在用加速器作的实验中产生。这种粒子在π介子-核子或核子-核子碰撞过程中产生,行进了一段距离后又主要变成π
随着实验资料的积累,人们逐渐认识到,新型粒子的这两个特性都是与一个新量子数──奇异数──相联系的。普通的强子、核子和π介子,其奇异数为零;新型粒子则是具有非零奇异数的强子,称为奇异粒子。由普通强子碰撞产生奇异粒子的过程是强相互作用过程,奇异数守恒,因而产生速度快、截面大,而且必须几个奇异粒子同时产生才能保持总的奇异数为零。奇异粒子的衰变过程是弱相互作用过程,奇异数不守恒,因此单个的奇异粒子可以变成核子和 π
奇异数S=+1的奇异粒子有Κ等,奇异数S=-1的奇异粒子有Κ、Λ、Σ等,奇异数S=-2的奇异粒子有Ξ、Ξ等,奇异数S=-3的奇异粒子有Ω等。 在强相互作用和电磁相互作用中,奇异数S是严格守恒的,奇异粒子必须协同产生。而在弱相互作用中,奇异数S可以不守恒,选择定则是ΔS=0,±1。奇异粒子的衰变是弱相互作用,可以分别独立地衰变。
以表征奇异粒子的量子数,叫奇异数(又称奇异量子数),记为S。取一个奇异夸克的奇异数S=-1;一个反奇异夸克的奇异数S=+1;没有奇异夸克或奇异夸克的奇异数抵消为0的粒子的奇异数S=0。在强相互作用和电磁作用中,奇异数守衡,在弱相互作用中不守衡。
也有定义如下:
S=2(Q-I3)-B,Q为电荷,I3为同位旋,B为重子数。