Ścieżka ośmiokrotna

 


W 1962 roku  Gell-Mann i Neeman niezależnie od siebie zauważyli, że hadrony można grupować w większe zbiory, czyli tak zwane supermultiplety, które tworzą oktety i dekuplety.


Ładunki mezonów mogą przybierać jedną z trzech wartości: zero, +1 lub -1. Ich dziwność również wynosi zero (piony), +1 (kaony , ) lub -1 (kaony , ). Konstruując diagram, w którym na osi pionowej odłożona jest dziwność, zaś na osi poziomej znajduje się wartość ładunku, można rozmieścić mezony w miejscach, które odpowiadają ich własnościom.


Rys. 1. Oktet mezonów o spinie s = 0.


Cząstki o ładunku +1 leżą na linii odpowiadającej ładunkowi równemu +1. Mezon  ma dziwność +1, zatem odpowiada mu punkt przecięcia linii dziwności równej +1 z linią ładunku równego +1. Mezon  nie ma dziwności, więc zajmuje miejsce będące punktem przecięcia linii ładunku równego +1 z linią dziwności równej 0. Analogicznie rozmieszczone są pozostałe cząstki w diagramie.

           
W podobny sposób postępuje się z barionami (neutron, proton, ,  oraz  ). Po umieszczeniu wszystkich cząstek na odpowiednich miejscach również uzyskuje się sześciokąt, w którego środku znajdują się dwie cząstki.


Rys. 2. Oktet barionów o spinie s = 1/2.

 

Regularności zaobserwowane dla barionów i mezonów w klasyfikacji supermultipletu sugerowały, że istnieje związek między obydwiema klasami cząstek. Ich grupowanie się w zespoły ośmiu cząstek Gell – Mann nazwał ścieżką ośmiokrotną.


Dla cząstek ,  oraz   zamiast zwykłego sześciokąta uzyskuje się sześciokąt, który zawiera dodatkowe cząstki, czyli   . Umieszczone one są w skrajnych, górnych położeniach. Teoria ścieżki ośmiokrotnej postulowała istnienie grupy dziesięciu cząstek. Zatem, poza wymienionymi wcześniej dwoma cząstkami, do zwykłego sześciokąta dodatkowo należy dodać jeszcze jedną cząstkę, która będzie znajdować się w dolnym wierzchołku. Cząstka ta to  . Została ona odkryta w 1963 roku w wyniku zderzeń cząstek   z protonami w akceleratorach. Jej dziwność wynosi -3, ładunek elektryczny jest ujemny, a masa wynosi 1679 MeV.



Rys. 3. Dekuplet barionów o spinie s = -3/2.


idź do spisu treści