9814372296

596

muszą być takie same. Mianowicie na całkowitą parzystość wpływa także spin. Wskutek tego wygodnie jest pisać dla każdej cząstki wewnętrzną parzystość P obok spinu J. Na przykład dla protonu J \, a P . 1, co skracamy zapisem J^p \ . Dla pionu J 0 i P 1, a więc piszemy, że J^p 0 ;bilans dla J jest również niezbyt prosty w mechanice kwantowej, lecz nie będziemy tutaj wchodzić w szczegóły).

Czwartą wielkością zachowywaną w silnych oddziaływaniach jest I, czyli spin izotopowy. Liczba ta nie ma nic wspólnego ze zwykłym spinem, czy krętem poza tym, że prowadzenie bilansu jest tu podobne do bilansu dla J. Pojęcie spinu izotopowego (izospinu) wprowadzono do mechaniki kwantowej, by wyjaśnić zjaAvisko występowania nukleonu w dwu stanach ładunkowych: dodatnim (proton) i obojętnym (neutron). Stany te zachowywują się podobnie przy silnych oddziaływaniacb. Są one wzajemnie powiązane przez symetrię izospinową. Co więcej, gdyby ta symetria była respektowana w oddziaływaniach elektromagnetycznych, proton i neutron miałyby równe masy. Właśnie z powodu naruszenia symetrii izospinowej neutron jest o 1,3 MeY (czyli o 0,14 ^c0) cięższy od protonu.

Zespół cząstek lub też stanów cząstek (pojęć tych używamy zamiennie) związanych symetrią izospinową to multiplet ładunkowy. Nosi on jedną nazwę. I tak dublet nukleonowy składa się z dAvu starów ładimkoAvych, dodatniego i neutralnego. Tiyplet pionÓAY zaAoiera stany naładowane dodatnio, obojętnie i ujemnie. Liczba różnych stanÓAY ładunkoAvych ay multiplecie, czyli jego „A\^rielokrotność“ (M), jest bezpośrednio ZAYiązana z liczbą kwantoAYą izospinu I rÓAYiianiem M 21 ' 1. Dla nukleonu M jest rÓAYne 2 a I - |, dla pionu M 3 i I 1.

Piątą zachoA\ywaną AYielkość można przedstaAYić jako średni ładunek (C), hiperładunek (Y) lub aziAYność (8). Te trzy liczb} są związane ay prosty sposób. Średni ładunek oznacza dokładnie to, co mÓAvi sama nazAva: średnią arytmetyczną ładunkÓAY elektryczny cii ay multiplecie. Dla nukleonu wynosi on i 0 plus 1 dzielone przez 2), zaś dla pionu 0. Hiperładunek określamy jako po-dAvojony ładunek średni (I    2Q) w tym celu, by operować liczbami całkoAYi-

tymi. Zaś dziAYność to hiperładunek minus liczba barionoAra (8 T A). Oczywiście te trzy liczby można zastępoAYać nazAvajem przez siebie.

Pojęcie dziAYności i prawo jej zacliOAvania znane są zaledwie od 11 lat. Na początku lat pięćdziesiątych po raz pierwszy zaobserwoAYano takie cząstki jak K, L czy E i wskutek ich niezAYykłego zachowania nazwano je „dziwnymi“. Wiele z nich posiada AYZględnie długie czasy życia, co wskazuje, iż rozpadają się raczej przez słabe oddziałyAYania, niż przez elektromagnetyczne czy silne. Z drugiej strony można je względnie łatAYO wyprodukować w zderzeniach „ZAvykłych“ cząstek (pionów i nukleonÓAY) co doAvodzi, że cząstki dziAYne także oddziaływają silnie. Gdy obserwujemy regularności tego typu, fizycy podejrzewają, że działa jakieś prawo zachowania (czyli symetria). Jeden z autorów tego artykułu (Gell-Mann) i japoński fizyk Kazuliiko Nishijima niezależnie zaproponoAYali prawo zachowania nieznanej przedtem AYielkości (dziAYności czy