हाइपर आवेश (हाइपरचार्ज)

कण भौतिकी में, एक उप-परमाणु कण का हाइपरचार्ज (हाइपरॉन और आवेश (भौतिकी) का एक पोर्टमैंटो) Y एक क्वांटम संख्या है जो मजबूत अंतःक्रिया के तहत संरक्षित है। हाइपरचार्ज की अवधारणा एक एकल आवेश (भौतिकी) प्रदान करती है जो समभारिक प्रचक्रण, विद्युत आवेश और स्वाद (कण भौतिकी) के गुणों के लिए जिम्मेदार है। हाइपरचार्ज हैड्रान को वर्गीकृत करने के लिए उपयोगी है; समान रूप से नामित कमजोर हाइपरचार्ज की इलेक्ट्रोवीक इंटरैक्शन में एक समान भूमिका होती है।

परिभाषा
हाइपरचार्ज आठ गुना तरीके (भौतिकी) के दो क्वांटम नंबरों में से एक है #SU(3)|SU(3) isospin के साथ हैड्रॉन का मॉडल$I$$3$. अकेले आइसोस्पिन दो क्वार्क स्वादों के लिए पर्याप्त था - अर्थात् up quark और down quark — जबकि वर्तमान में क्वार्क के 6 स्वाद (कण भौतिकी) ज्ञात हैं।

SU(3) वजन आरेख  (नीचे देखें) 2 डायमेंशनल हैं, जिसमें निर्देशांक दो क्वांटम नंबरों को संदर्भित करते हैं: $I$$3$ (के रूप में भी जाना जाता है $I$$z$), वह कौन सा है $z$ आइसोस्पिन के घटक, और $Y$, जो हाइपरचार्ज (विचित्रता का योग) है$S$, आकर्षण (क्वांटम संख्या)$C$, निचलापन$B&prime;$, शीर्षता$T&prime;$, और बेरिऑन संख्या$B$). गणितीय रूप से, हाइपरचार्ज है


 * $$Y = B + S + C + B' + T' ~. $$

मजबूत इंटरैक्शन हाइपरचार्ज (और कमजोर हाइपरचार्ज) को बचाते हैं, लेकिन कमजोर इंटरैक्शन नहीं करते हैं।

इलेक्ट्रिक चार्ज और आइसोस्पिन के साथ संबंध
गेल-मान-निशिजिमा सूत्र आइसोस्पिन और इलेक्ट्रिक चार्ज से संबंधित है


 * $$ Q = I_3 + \tfrac{1}{2}Y,$$

जहां मैं3 आइसोस्पिन का तीसरा घटक है और Q कण का आवेश है।

आइसोस्पिन कणों के गुणक बनाता है जिसका औसत चार्ज हाइपरचार्ज से संबंधित होता है:
 * $$ Y = 2 \bar Q.$$

चूंकि हाइपरचार्ज एक मल्टीप्लेट के सभी सदस्यों के लिए समान है, और I का औसत है3 मान 0 है।

हाइपरचार्ज = के संबंध में ==एसयू(3) मॉडल एसयू (2) मॉडल में एक क्वांटम संख्या J की विशेषता वाले गुणक हैं, जो कि कुल कोणीय गति है। प्रत्येक मल्टीप्लेट में शामिल हैं 2J + 1 जे के समान दूरी वाले मूल्यों के साथ क्वांटम राज्यz, परमाणु स्पेक्ट्रा और आइसोस्पिन में देखी गई एक सममित व्यवस्था का निर्माण। यह अवलोकन को औपचारिक रूप देता है कि कुछ मजबूत बैरोन क्षय नहीं देखे गए, जिससे ओमेगा बेरोन के द्रव्यमान, विचित्रता और आवेश की भविष्यवाणी की जा सके| बेरियन।

SU(3) में SU(2) मल्टीप्लेट्स वाले सुपरमल्टीप्लेट्स हैं। SU(3) को अब अपने सभी उप-राज्यों को निर्दिष्ट करने के लिए दो संख्याओं की आवश्यकता है जिन्हें λ द्वारा दर्शाया गया है1 और λ2.

(λ1 + 1) षट्भुज के शीर्ष भाग में बिंदुओं की संख्या निर्दिष्ट करता है जबकि (λ2 + 1) नीचे की तरफ अंकों की संख्या निर्दिष्ट करता है।

उदाहरण

 * न्यूक्लियॉन समूह (प्रोटॉन के साथ $1⁄2$ = +1 और न्यूट्रॉन के साथ $3⁄2$ = 0) का औसत प्रभार है $Q$, इसलिए उन दोनों में हाइपरचार्ज है $Q$ = 1 (बैरियन संख्या के बाद से $+ 1⁄2$ = +1, और $Y$ = $B$ = $S$ = $C$ = 0). गेल-मान-निशिजिमा सूत्र से हम जानते हैं कि प्रोटॉन में आइसोस्पिन होता है $B&prime;$$T&prime;$ = $I$ , जबकि न्यूट्रॉन है $3$$+ 1⁄2$ = $I$.
 * यह क्वार्क के लिए भी काम करता है: अप क्वार्क के लिए, के चार्ज के साथ $3$, और एक $− 1⁄2$$+ 2⁄3$ का $I$, हम का हाइपरचार्ज निकालते हैं $3$, इसकी बेरिऑन संख्या के कारण (चूँकि तीन क्वार्क एक बेरिऑन बनाते हैं, प्रत्येक क्वार्क में एक बेरिऑन संख्या होती है $+ 1⁄2$).
 * एक अजीब क्वार्क के लिए, विद्युत आवेश के साथ $1⁄3$, की एक बैरियन संख्या $+ 1⁄3$, और विचित्रता -1, हमें हाइपरचार्ज मिलता है $− 1⁄3$ = $+ 1⁄3$, इसलिए हम इसे घटाते हैं $Y$$− 2⁄3$ = 0. इसका मतलब है कि एक विचित्र क्वार्क अपना खुद का एक आइसोस्पिन सिंगलेट बनाता है (वही चार्म, बॉटम और टॉप क्वार्क के साथ होता है), जबकि ऊपर और नीचे एक आइसोस्पिन डबलट बनता है।

व्यावहारिक अप्रचलन
हाइपरचार्ज 1960 के दशक में कण चिड़ियाघर में कणों के समूहों को व्यवस्थित करने और उनके देखे गए परिवर्तनों के आधार पर तदर्थ संरक्षण कानूनों को विकसित करने के लिए विकसित एक अवधारणा थी। क्वार्क मॉडल के आगमन के साथ, अब यह स्पष्ट हो गया है कि प्रबल हाइपरचार्ज, $I$, ऊपर क्वार्क की संख्याओं का निम्न संयोजन है ($3$$Y$), डाउन क्वार्क ($n$$u$), अजीब क्वार्क  ($n$$d$),  आकर्षण क्वार्क  ($n$$s$),  शीर्ष क्वार्क  ($n$$c$) और  निचला क्वार्क  ($n$$t$):


 * $$ Y = \tfrac{1}{3} n_\textrm{u} + \tfrac{1}{3} n_\textrm{d} - \tfrac{2}{3} n_\textrm{s} + \tfrac{4}{3} n_\textrm{c} - \tfrac{2}{3} n_\textrm{b} + \tfrac{4}{3} n_\textrm{t} ~.$$

हैड्रॉन इंटरैक्शन के आधुनिक विवरणों में, फेनमैन आरेखों को आकर्षित करना अधिक स्पष्ट हो गया है जो मजबूत हाइपरचार्ज क्वांटम संख्याओं को गिनने के बजाय अलग-अलग घटक क्वार्क (जो संरक्षित हैं) के माध्यम से परस्पर क्रिया करने वाले बेरोन और मेसन की रचना करते हैं। कमजोर हाइपरचार्ज, हालांकि, इलेक्ट्रोवीक इंटरैक्शन को समझने का एक अनिवार्य हिस्सा बना हुआ है।

संदर्भ


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