हाइपर आवेश (हाइपरचार्ज)

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

परिभाषा
हाइपरआवेश आइसोस्पिन $I$$3$ के साथ हैड्रॉन के एसयू (3) मॉडल के दो क्वांटम नंबरों में से एक है। अकेले आइसोस्पिन दो क्वार्क स्वादों के लिए पर्याप्त था - अर्थात् up quark और down quark- जबकि वर्तमान में क्वार्क के 6 स्वाद ज्ञात हैं।

SU(3) वजन आरेख (नीचे देखें) 2 आयामी हैं, जिसमें निर्देशांक दो क्वांटम नंबरों को संदर्भित करते हैं: $I$$3$ (जिसे  $I$$z$ के रूप में भी जाना जाता है) जो आइसोस्पिन का $z$ घटक है, और $Y$, जो हाइपरआवेश (विचित्रता का योग) है (विचित्रता $S$, आकर्षण $C$, बॉटमनेस $B&prime;$', टॉपनेस $T&prime;$', और बैरियन नंबर $B$ का योग) है । गणितीय रूप से हाइपरआवेश है


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

शसक्त परस्पर क्रिया हाइपरआवेश (और अशक्त हाइपरआवेश) को बचाते हैं, किंतु अशक्त परस्पर क्रिया  नहीं करते हैं।

इलेक्ट्रिक आवेश और आइसोस्पिन के साथ संबंध
गेल-मान-निशिजिमा सूत्र आइसोस्पिन और इलेक्ट्रिक आवेश 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 आवेश हाइपरआवेश से संबंधित होता है:
 * $$ Y = 2 \bar Q.$$

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

हाइपरआवेश = 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 शसक्त 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 हाइपरआवेश 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 आवेश के साथ $3$, और एक $− 1⁄2$$+ 2⁄3$ का $I$, हम का हाइपरआवेश निकालते हैं $3$, इसकी बेरिऑन संख्या के कारण (चूँकि तीन क्वार्क एक बेरिऑन बनाते हैं, प्रत्येक क्वार्क में एक बेरिऑन संख्या होती है $+ 1⁄2$).
 * एक अजीब क्वार्क के लिए, विद्युत आवेश के साथ $1⁄3$, की एक बैरियन संख्या $+ 1⁄3$, और विचित्रता -1, हमें हाइपरआवेश मिलता है $− 1⁄3$ = $+ 1⁄3$, इसलिए हम इसे घटाते हैं $Y$$− 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
हाइपरआवेश 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 हाइपरआवेश, $I$, 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 परस्पर क्रिया के आधुनिक विवरणों में, फेनमैन आरेखों को आकर्षित करना अधिक स्पष्ट हो गया है जो शसक्त हाइपरआवेश 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। अशक्त हाइपरआवेश, हालांकि, इलेक्ट्रोवीक परस्पर क्रिया  को समझने का एक अनिवार्य हिस्सा बना हुआ है।

संदर्भ


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