Гипероны

ГИПЕРОНЫ (от греческого υπ?ρ - сверх, выше), сильновзаимодействующие элементарные частицы; вместе с нуклонами (в том числе нуклонными резонансами) составляют семейство барионов. Гипероны тяжелее протона и нейтрона; легчайший гиперон (А) имеет массу m≈1116 МэВ. Среди квантовых чисел, характеризующих гиперон (странность S, очарование С, красота В), хотя бы одно отлично от нуля. Каждому гиперону соответствует своя античастица - антигиперон. Гипероны  характеризуются также барионным зарядом В (В = + 1 для гиперона и В = -1 для антигиперона), электрическим зарядом Q, чётностью Р, спином J, изотопическим спином I. Электрический заряд гиперона связан с его квантовыми числами формулой Гелл-Мана - Нишиджимы: Q = I₃ + В/2 + (S + С + В)/2, где I₃ - третья проекция изотопического спина. Гипероны  с одинаковыми значениями S, С, В, Р, J, I группируются, аналогично нуклонам, в изотопические мультиплеты, отвечающие группе изотопической симметрии SU(2). Нуклонные и гиперонные изотопические мультиплеты для удобства классификации часто объединяют в более широкие мультиплеты, отвечающие группам более высокой симметрии SU_F(3) и SU_F(4).

Первый гиперон (Λ⁰) открыт в космических лучах в 1951 году. Позднее было экспериментально установлено существование нескольких десятков гиперонов; все они, по современным представлениям, состоят из трёх кварков, причём в их составе обязательно присутствует хотя бы один s-, сили b-кварк. Приняты следующие наименования гиперонов: Ω-гиперон не содержит лёгких кварков (u, d); Ξ-гиперон содержит один лёгкий кварк; Σ-гиперон содержит два лёгких кварка, I = 1 ; Λ-гиперон содержит два лёгких кварка, I = 0. Успешное теоретическое предсказание существования Ω^--гиперона с кварковым составом (sss) явилось одним из важнейших результатов кварковой модели строения адронов.

Все гипероны нестабильны и распадаются либо за счёт сильного взаимодействия (такие гипероны часто называют гиперонными резонансами, их характерное время жизни τ порядка 10^-23 с), либо за счёт электромагнитного взаимодействия (например, Σ⁰-гиперон, τ ≈ 7·10^-20 с), либо за счёт только слабого взаимодействия, если сильный и электромагнитный распады запрещены законами сохранения. В последнем случае характерное время жизни гиперона (порядка 10^-10 с) оказывается аномально большим по сравнению с ядерным временем (например, в случае распада Ξ°-гиперона τ ≈ 2,9·10^-10 с); такие гипероны часто называют квазистабильными.

Лит.: Хелзен Ф., Мартин А. Кварки и лептоны. М., 1987; Окунь Л. Б. Физика элементарных частиц. 3-е изд. М., 2005.