9814372310

(;<)!>

Droga ośmiostopniowa

Omówimy teraz innj sjstem klasj likacji, na podstawie którego można było przewidzieć nowe uprzednio nieznane cząstki. Widzieliśmy już, w jaki sposób pojęcie trajektorii pozwala dostrzec pokrewieńsi wo między cząstkami o różnych J, lecz o tych samych wartościach wszystkich innych liczb kwantowych. Obecnie opiszemy relacje, które wydają się istnieć między cząstkami

0    tych samych wartościach J i parzystości, lecz o różnych wartościach masy, hiperładunku Y i izospinu /.

Poprzednio wspominaliśmy, że różnice mas między członkami multipletów, takich jak dublet nukleonowy (neutron i proton) można uważać jako „roz-szczepienie“ spowodowane faktem, że izospin nie jest zachowywany w oddziaływaniach elektromagnetycznych, które wyróżniają ładunek elektryczny. Największa różnica mas spowodowana tym naruszeniem występuje u trypletu L

1    wynosi 12 MeV.

Godne uwagi jest to, ze czterej najlepiej znani członkowie rodziny bario-nowej< N, A, Z i S są rozdzieleni średnimi różnicami mas jedynie mniej więcej dziesięciokrotnie większymi od różnic w poszczególnych multipletach. Odstępy w średniej masie oddzielające cztery stany barionow^Te wynoszą tylko odpowiednio 77, 75 i 130 MeV. Co więcej, wszystkie cztery bariony mają przypuszczalnie te same wartości J^p - \ (w rzeczywistości J dla E nie jest ostatecznie ustalone, a jej parzystości także jeszcze nie zmierzono).

Jeśli różnice mas w multiplecie są spowodowane naruszeniem izospinu J, to czyż nie można sobie wyobrazić, że nieco większe różnice mas między sąsiednimi multipletami są spowodowane naruszeniem prawa zachowania jakichś innych liczb kwantowych? W odpowiednich oddziaływaniach Y i I byłyby ściśle zachowane, lecz pewne inne prawa zachowania byłyby naruszone. Gdyby dozwolić na takie częściowe naruszenie nowych zasad symetrii, można by zgrupować multiplety barionowe w⁷ „supermultiplety“ z różnymi Y i I, lecz tymi samymi J i P. Ten nowy układ symetrii wiązałby różne wartości Y i I podobnie jak izospin wiąże różne wartości ładunku elektrycznego. Ta część silnych oddziaływań, która narusza now^re symetrie — reprezentowane nowymi liczbami kwantowymi — rozszczepiałaby każdy supermultiplet na multiplety ładunkowe o różnych masach, podobnie jak oddziaływania elektromagnetyczne powodują rozszczepienie mas wśród członków multipletu ładunkowego przez naruszenie symetrii spinu izotopowego. Jednakże rozmiary rozszczepienia mas w supermultiplecie był} by znacznie większe, niż obseiwow^ane w multiplecie, gdyż działać tu ma część silnych oddziaływań, od których siły elektromagnetyczne są znacznie słabsze.

Już na początku 1961 roku Yuval Ne’eman, pułkownik armii izraelskiej a zarazem inżynier, który stał się potem fizykiem oraz jeden z autorów tego artykułu (Gell-Mann) pracując niezależnie od siebie, zaproponowali pewien jednolity system symetrii oraz schemat ich naruszenia i wtedy istnienie supermultipletów stało się prawdopodobne. Nowy zespół symetrii określa się jako „drogę ośmio-