Hyperon
Als Hyperon wird ein Baryon bezeichnet, das mindestens ein Strange-Quark (s-Quark), aber kein schweres Quark (also Charm-Quark oder Bottom-Quark) als Valenzquark enthält. Hyperonen wurden erstmals in den 1950er-Jahren nachgewiesen.
Die Nomenklatur richtet sich nach der Zahl der s-Quarks:
- 1 s-Quark: Lambda (Λ) (Isospin = 0) und Sigma (Σ) (Isospin = 1)
- 2 s-Quarks: Xi (Ξ)
- 3 s-Quarks: Omega (Ω)
Hyperonen zerfallen meist unter Einwirkung der schwachen Kernkraft. Dabei wird ein s-quark in ein leichtes Quark (u oder d) umgewandelt, was durch den Austausch eines W−- oder eines Z0-Bosons vermittelt wird. Die Bosonen koppeln ihrerseits meist an Quarks, wobei z. B. Pionen entstehen (hadronischer Zerfall), können aber auch in Leptonen übergehen (semileptonischer Zerfall).[1] Da einige Hyperonen paritätsverletzend zerfallen (z. B. Λ→pπ-), spielten sie eine wichtige Rolle in der Entwicklung einer Theorie für die schwache Kernkraft.[2]
Der Begriff Hyperon entstand vor der Entdeckung der Quarks. Eine erste Definition lautete: Ein Hyperon ist ein Teilchen, welches schwerer ist als das Neutron, aber leichter als das Deuteron[3]. Mit der Einführung der Quarks als fundamentale Teilchen wurde auch die Definition abgeändert in Baryonen, die s-Quarks enthalten[4]. Mit der Entdeckung der schweren Quarks Charm und Bottom wurde auch diese Definition ungenau, wurde aber nicht weiter spezifiziert. Anstatt dessen wurde ein Klassifizierungsschema für die einzelnen Baryonen entworfen[5]. Der Name Hyperon ist als Sammelbegriff aber weiterhin gebräuchlich in der obigen Definition.
Atomkerne, die Hyperonen enthalten, heißen Hyperkerne.
| Hyperon | Quarkinhalt | Spin und Parität (JP) | Isospin | Strangeness | Masse in MeV | Lebensdauer in s | Zerfallskanäle |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Lambda Λ | uds | 1/2+ | 0 | −1 | 1115,683(6) | 2,631(20) × 10−10 | pπ−,nπ0 |
| Sigma Σ+ | uus | 1/2+ | 1 | −1 | 1189,37(7) | 0,8018(26) × 10−10 | pπ0, nπ+ |
| Sigma Σ0 | uds | 1/2+ | 1 | −1 | 1192,642(24) | 7,4(7) × 10−20 | Λγ |
| Sigma Σ- | dds | 1/2+ | 1 | −1 | 1197,449(30) | 1,479(11) × 10−10 | nπ− |
| Xi Ξ0 | uss | 1/2+ | 1/2 | −2 | 1314,86(20) | 2,90(9) × 10−10 | Λπ0 |
| Xi Ξ- | dss | 1/2+ | 1/2 | −2 | 1321,71(7) | 1,639(15) × 10−10 | Λπ− |
| Omega Ω− | sss | 3/2+ | 0 | −3 | 1672,45(29) | 0,821(11) × 10−10 | ΛK−, Ξ0π−, Ξ−π0 |
[Bearbeiten] Literatur
- Walter Greiner, Berndt Mueller: Quantenmechanik. Symmetrien. 4. Auflage. Deutsch, Frankfurt am Main 2005, ISBN 3-81711-616-0.
- Horst Stöcker (Hrsg.): Taschenbuch der Physik. 5. Auflage. Deutsch, Frankfurt am Main 2005, ISBN 3-8171-1720-5.
- Bogdan Povh, Klaus Rith, Christoph Scholz und Frank Zetsche: Teilchen und Kerne. 8. Auflage. Springer, Berlin 2009, ISBN 978-3-540-68075-8.
[Bearbeiten] Weblinks
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Wiktionary: Hyperon – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen - Particle Data Group (englisch)
[Bearbeiten] Einzelnachweise
- ↑ Walter Greiner, Berndt Mueller: Quantenmechanik. Symmetrien. 3. Auflage. Deutsch, Frankfurt am Main 1990, ISBN 3-8171-1142-8. (Theoretische Physik. Band 5).
- ↑ T.D. Lee et al.:Possible Detection of Parity Nonconservation in Hyperon Decay Phys.Rev. 106 p.1367 (1957) doi:10.1103/PhysRev.106.1367
- ↑ E.Amaldi et al.: Symbols for fundamental particles. In: Nature. 173, 1954, S. 123, doi:10.1038/173123a0.
- ↑ Bogdan Povh, Klaus Rith, Christoph Scholz und Frank Zetsche: Teilchen und Kerne. 8. Auflage. Springer, Berlin 2009, ISBN 978-3-540-68075-8.
- ↑ Particle Data Group: K.Nakamura et al.: Review of Particle Physics. In: J. Phys.. G, Nr. 37, 2010, Kapitel 8 Naming scheme for hadrons, S. 075021 (http://pdg.lbl.gov/).
