超荷
物理学概念
超荷(hypercharge)是粒子物理学中描述强子内部性质的相加性量子数,属于高能物理学研究范畴。其数学定义为奇异数(S)、魅数(C)、底数(B')、顶数(T)与重子数(B)之和,与SU(3)规范模型直接相关。1953年由日本物理学家西岛和彦、中野董夫提出基础关系式,1955年美国物理学家默里·盖尔曼完善形成盖尔曼-西岛关系,揭示电荷与同位旋第三分量、超荷之间的数学联系。
定义
粒子物理学中的超荷是一个与强相互作用的SU(3)模型相关的量子数。SU(2)模型定义了同位旋,而SU(3)模型定义了超荷。
SU(3)质量图是一张二维表图,其坐标为两个量子数,Iz,为同位旋的第三分量,而Y即为超荷(奇异数S、魅数C、底数B'、顶数T和重子数B的和)用数学形式来表述,超荷是:
超荷的守恒意味着的守恒。强相互作用中超荷守恒,但弱相互作用则不是。
与电荷和同位旋的关系
这里I3是同位旋第三分量而Q是粒子的电荷。
同位旋产生了粒子多重态,其平均电荷与超荷有如下关系:
因为同一多重态的粒子都有相同的超荷,平均I3值是0。
盖尔曼-西岛关系
盖尔曼-西岛关系,是1953年由日本物理学家西岛和彦、中野董夫首先提出,1955年由美国物理学家默里·盖尔曼完成的。此关系指强子电荷Q、同位旋第三分量I3、重子数b、奇异数S满足以下的关系:
其中为超荷
随着1974年发现了粲数C、1977年发现了底数B、1995年发现了顶数T,盖尔曼-西岛关系扩展为:
其中
已经发现的所有强子都满足这一关系。
最新修订时间:2025-10-07 05:12
目录
概述
定义
与电荷和同位旋的关系
参考资料