Los bariones Delta (o bariones Δ , también llamados resonancias Delta ) son una familia de partículas subatómicas formadas por tres quarks up o down ( quarks uod).
Existen cuatro bariones Δ estrechamente relacionados :
Δ++
(quarks constituyentes: uuu),
Δ+
(uud),
Δ0
(udd), y
Δ-
(ddd), que llevan respectivamente una carga eléctrica de +2 e , +1 e , 0 e y −1 e . Los bariones Δ tienen una masa de aproximadamente1232 MeV / c 2 , un giro de 3 ⁄ 2 y un isospin de 3 ⁄ 2 . Los protones y neutrones ordinarios ( nucleones (símbolo N)), por el contrario, tienen una masa de aproximadamente939 MeV / c 2 , un giro de 1 ⁄ 2 y un isospin de 1 ⁄ 2 . La
Δ+
(uud) y
Δ0
(udd) las partículas son excitaciones de mayor masa del protón (
norte+
, uud) y neutrones (
norte0
, udd), respectivamente. sin embargo, el
Δ++
y
Δ-
no tienen análogos de nucleones directos.
Los estados se establecieron experimentalmente en la Universidad de Chicago ciclotrón [1] [2] y el Carnegie Institute of Technology sincro-ciclotrón [3] a mediados de la década de 1950 utilizando positivos acelerados piones en objetivos de hidrógeno. La existencia del
Δ++
, con su inusual carga +2, fue una pista crucial en el desarrollo del modelo de quark .
Los estados delta discutidos aquí son solo las excitaciones cuánticas de masa más baja del protón y el neutrón. En masas más altas, aparecen estados Delta adicionales, todos definidos por tener 3 ⁄ 2 unidades de isospin, pero con números cuánticos de espín que incluyen 1 ⁄ 2 , 3 ⁄ 2 , 5 ⁄ 2 , ... 11 ⁄ 2 . Se puede encontrar una lista completa de todas las propiedades de todos estos estados en Beringer et al. (2013). [4]
También existen estados delta de antipartículas con cargas opuestas, compuestos por los correspondientes antiquarks.
Formación y decadencia
Los estados delta se crean cuando una sonda con suficiente energía, como un fotón , electrón , neutrino o pión, incide sobre un protón o neutrón, o posiblemente por la colisión de un par de nucleones con suficiente energía.
Todos los bariones Δ con masa cercana a 1232 MeV se desintegran rápidamente a través de la fuerza fuerte en un nucleón ( protón o neutrón ) y un pión de carga apropiada. Las probabilidades relativas de los estados de carga final permitidos vienen dadas por sus respectivos acoplamientos isospin . Más raramente y más lentamente, el
Δ+
puede descomponerse en un protón y un fotón y el
Δ0
puede descomponerse en un neutrón y un fotón .
Lista
Nombre de la partícula | Símbolo | Contenido de Quark | Masa ( MeV / c 2 ) | I −3 | J P | Q ( e ) | S | C | B' | T | Vida media ( s ) | Comúnmente decae a |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Delta [4] | Δ++ (1232) | tututu | 1232 ± 2 | + 3 ⁄ 2 | 3 ⁄ 2 + | +2 | 0 | 0 | 0 | 0 | (5,63 ± 0,14) × 10 −24 [a] | pag+ + π+ |
Delta [4] | Δ+ (1232) | tutuD | 1232 ± 2 | + 1 ⁄ 2 | 3 ⁄ 2 + | +1 | 0 | 0 | 0 | 0 | (5,63 ± 0,14) × 10 −24 [a] | π+ + norte0, o π0 + pag+ |
Delta [4] | Δ0 (1232) | tuDD | 1232 ± 2 | - 1 ⁄ 2 | 3 ⁄ 2 + | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | (5,63 ± 0,14) × 10 −24 [a] | π0 + norte0, o π- + pag+ |
Delta [4] | Δ- (1232) | DDD | 1232 ± 2 | - 3 ⁄ 2 | 3 ⁄ 2 + | −1 | 0 | 0 | 0 | 0 | (5,63 ± 0,14) × 10 −24 [a] | π- + norte0 |
[a] ^ PDG informa el ancho de resonancia (Γ). Aquí la conversión se da en su lugar.
Referencias
- ^ Anderson, HL; Fermi, E .; Long, EA; Nagle, DE (1 de marzo de 1952). "Secciones transversales totales de piones positivos en hidrógeno". Revisión física . 85 (5): 936. Bibcode : 1952PhRv ... 85..936A . doi : 10.1103 / PhysRev.85.936 .
- ^ Hahn, TM; Snyder, CW; Willard, HB; Bair, JK; Klema, ED; Kington, JD; Green, FP (1 de marzo de 1952). "Neutrones y rayos gamma del bombardeo de protones de berilio". Revisión física . 85 (5): 934. Bibcode : 1952PhRv ... 85..934H . doi : 10.1103 / PhysRev.85.934 .
- ^ Ashkin, J .; Blaser, JP; Feiner, F .; Stern, MO (1 de febrero de 1956). "Dispersión de piones-protones a 150 y 170 Mev" . Revisión física . 101 (3): 1149-1158. Código Bibliográfico : 1956PhRv..101.1149A . doi : 10.1103 / PhysRev.101.1149 . hdl : 2027 / mdp.39015095214600 .
- ^ a b c d e J. Beringer y col . (2013): listados de partículas -Δ(1232)
Bibliografía
- C. Amsler y col. ( Grupo de datos de partículas ) (2008). "Revisión de la física de partículas" (PDF) . Physics Letters B . 667 (1): 1–6. Código Bibliográfico : 2008PhLB..667 .... 1A . doi : 10.1016 / j.physletb.2008.07.018 .