Sabor (física): diferència entre les revisions

Contingut suprimit Contingut afegit
mCap resum de modificació
Cap resum de modificació
Línia 1:
Segons el [[Model estàndard de física de partícules|model estàndard]] deel [[física de partícules]], s'anomena ''' sabor ''' <ref name=jorba>''Física nuclear I'', de Jaume Jorba i Bisbal, [[ETSEIB]], Edicions [[UPC]], [[2000]]., ISBN 9788483013731 {{ca}}</ref> o '''aroma'''<ref name=jorba/> aés l'atribut que distingeix a cada un dels sis [[quark]] s: [[Quark amunt|u]] ('' up '', a dalt), [[Quark d|d]] ('' down '', a sota), [[Quark estrany|s]] ('' strange '', estrany), [[Quark encantat|c]] ( '' charm '', encantat), [[Quark fons|b]] ('' bottom '', fons) i [[Quark cim|t]] ('' top '', cim). Es diu que els quarks es presenten en sis sabors, cadascun dels quals pot tenir un de tres [[Càrrega de color|colors]]. D'aquesta manera els quarks serien en total divuit.
 
El sabor és un [[nombre quàntic]] de les [[partícula elemental|partícules elementals]] relacionat amb la seva [[interacció dèbil]]. Al [[model electrofeble]], aquesta simetria és [[teoria de camps de gauge|figurada]] i els [[processos de canvi de sabor]] existeixen. A [[cromodinàmica quàntica]], d'altra banda, el sabor és una simetria global. Si es tenen dos o més partícules, que tinguin interaccions idèntiques, es poden intercanviar sense afectar les seves propietats físiques. Qualsevol [[combinació lineal]] (complexa) d'aquestes dues partícules tenen les mateixes propietats físiques, mentre es mantingui la [[ortogonalitat]] o perpendicularitat entre elles. En altres paraules, la teoria té transformacions de simetria com ara <math> M \left ({o \atop d}\right) </math>, on <math> o </math> i <math> d </math > són dos camps i <math> M </math> és qualsevol matriu unitària <math> 2 \times2 </math> amb un determinant unitari. Aquesta simetria és global per a les [[interacció forta|interaccions fortes]] i figurada (''gauge'') per a les [[interacció dèbil|interaccions dèbils]].
En la terminologia moderna es diu que els quarks es presenten en sis '' sabors '', cadascun dels quals pot tenir un de tres '' [[Càrrega de color|colors]] ''. D'aquesta manera, els quarks serien, en total, 18.
 
== Definició ==
El sabor és un [[nombre quàntic]] de les [[partícula elemental|partícules elementals]] relacionat amb la seva [[interacció dèbil]]. Al [[model electrofeble]], aquesta simetria és [[teoria de camps de gauge|figurada]] i els [[processos de canvi de sabor]] existeixen. A [[cromodinàmica quàntica]], d'altra banda, el sabor és una simetria global.
 
Si es tenen dos o més partícules, que tinguin interaccions idèntiques, es poden intercanviar sense afectar les seves propietats físiques. Qualsevol [[combinació lineal]] (complexa) d'aquestes dues partícules tenen les mateixes propietats físiques, mentre es mantingui la [[ortogonalitat]] o perpendicularitat entre elles. En altres paraules, la teoria té transformacions de simetria com ara <math> M \left ({o \atop d}\right) </math>, on <math> o </math> i <math> d </math > són dos camps i <math> M </math> és qualsevol matriu unitària <math> 2 \times2 </math> amb un determinant unitari.
 
Aquesta simetria és '' global '' per a les [[interacció forta|interaccions fortes]] i figurada ('' gauge '') per a les [[interacció dèbil|interaccions dèbils]].
 
El terme "sabor" va ser encunyat per al seu ús en el [[model de quarks]] dels [[Hadró|hadrons]] a [[1968]]. Aquest nom per al conjunt de nombres quàntics que relacionen [[isospín]], [[hipercarga]] i [[estranyesa]] es diu que es va trobar camí a un dinar per [[Murray Gell-Mann]] i [[Harald Fritzsch]] quan passaven per una botiga de gelats de [[Baskin Robbins]] i van veure un anunci dels seus 31 sabors.{{Cita requerida|date = February 2007}}
Linha 14 ⟶ 7:
== Números quàntics amb aroma ==
=== Leptons ===
Tots els [[leptó|leptons]] porten un [[nombre leptó]] ''' L = 1 '''. Addicionalment, els leptons transporten [[isospín feble|isospinesisospins febles]], ''' t <sub> z </sub> ''', que és -1/2 per als tres leptons carregats (pe i, μ i τ) i 1/2 per als tres neutrins associats. Cada doblet de leptons carregat i neutrí amb ''' T <sub> z </sub> ''' oposat es diu que constitueix una [[generació (física)|generació]] de leptons. Addicionalment, es defineix un nombre quàntic anomenat [[hipercarga feble]] ''' I <sub> W </sub> ''' que és -1 per a la càrrega d'un [[leptó]] i+1 per als neutrins. El [[isospín feble]] i la [[hipercarga feble]] són figurats ('' gaugedo gauged'') al [[Model estàndard de física de partícules|model estàndard]].
 
Els leptons poden assignar 6 números quàntics amb '' sabors '': nombre electró, número muó, número tau i els corresponents números dels neutrins. Per tant, tal nombre quàntic '' aroma '' no és de gran ús. Un nombre quàntic per a cada generació és molt útil. No obstant això, neutrins de diferents generacions poden barrejar, és a dir, un neutrí d'un sabor pot [[Canvi de neutrins|transformar-se en un altre aroma]]. La força d'aquestes mescles s'especifica per la matriu anomenada [[matriu MNS]].
Tots els [[leptó|leptons]] porten un [[nombre leptó]] ''' L = 1 '''. Addicionalment, els leptons transporten [[isospín feble|isospines febles]], ''' t <sub> z </sub> ''', que és -1/2 per als tres leptons carregats (pe i, μ i τ) i 1/2 per als tres neutrins associats. Cada doblet de leptons carregat i neutrí amb ''' T <sub> z </sub> ''' oposat es diu que constitueix una [[generació (física)|generació]] de leptons. Addicionalment, es defineix un nombre quàntic anomenat [[hipercarga feble]] ''' I <sub> W </sub> ''' que és -1 per a la càrrega d'un leptó i+1 per als neutrins. El [[isospín feble]] i la [[hipercarga feble]] són figurats ('' gaugedo '') al [[model estàndard]].
 
Els leptons poden assignar 6 números quàntics amb '' sabors '': nombre electró, número muó, número tau i els corresponents números dels neutrins. Per tant, tal nombre quàntic '' aroma '' no és de gran ús. Un nombre quàntic per a cada generació és molt útil. No obstant això, neutrins de diferents generacions poden barrejar, és a dir, un neutrí d'un sabor pot [[Canvi de neutrins|transformar-se en un altre aroma]]. La força d'aquestes mescles s'especifica per la matriu anomenada [[matriu MNS]].
 
=== Quarks ===
Tots els [[quark]] s transporten un [[nombre bariònic]] ''' B = ⅓ '''. A més ells porten [[isospín feble|isospines febles]] ''' T <sub> z </sub> = ± ½ '''. les partícules positives ''' T <sub> z </sub> ''' se les anomena '' quarks tipus amunt '' i els que mantenen són '' quarks tipus avall ''. Cada doblet de quarks amunt i avall constitueix una [[generació (física)|generació]] de quarks.
 
Tots els [[quark]] s transporten un [[nombre bariònic]] ''' B = ⅓ '''. A més ells porten [[isospín feble|isospines febles]] ''' T <sub> z </sub> = ± ½ '''. les partícules positives ''' T <sub> z </sub> ''' se les anomena '' quarks tipus amunt '' i els que mantenen són '' quarks tipus avall ''. Cada doblet de quarks amunt i avall constitueix una [[generació (física)|generació]] de quarks.
 
Els quarks tenen els següents números quàntics aroma -
* [[Isospín]] que té un valor ''' I <sub> z </sub> = ½ ''' per als [[quark up]] i un valor de ''' I <sub> z </sub> ; = - ½ ''' per als [[quark down]].
* [[Estranyesa]] (''' S '''): un nombre quàntic introduït per [[Murray Gell-Mann]]. El [[quark estrany|antiquark estrany]] es defineix per tenir estranyesa '''+1 ''' per al [[quark encantat]]. Aquest és un quark tipus sota.
* [[Quark charm|Encantat]] (C) és el nombre que és+1 per al quark encantat. Aquest és un quark tipus amunt.
* El nombre quàntic [[quark bottom|bottom]] (també anomenat bonic), ''' B ''' ': que és '''+1 ''' per a un antiquark fons tipus avall.
* El nombre quàntic [[quark top|top]] (també anomenat veritable) ''' T ''': '''+1 ''' per als quarks cim tipus amunt.
Aquests són nombres quàntics útils des de que ells són considerats per les forces electromagnètiques i forts. Fora d'aquests es pot construir nombres quàntics derivats
* [[Hipercarga]]: ''' I = B+S+C+B '+T '''
* [[Càrrega elèctrica]]: ''' Q = I <sub> z </sub>+I/2 '''.
 
Un quark d'un sabor donat és un [[estat propi]] de la part d'una [[interacció dèbil]] d'un [[hamiltonià]]: que interectuará d'una manera definitiva amb els [[bosons W i Z|bosons W <sup>+</sup>, W <sup> - </sup> and Z]]. D'altra banda, un [[Fermió]] d'una massa determinada (un estat propi de la cinètica i part d'un hamiltonià de la interacció forta) és normalment una superposició de diversos sabors. Com a resultat, el aroma que conté un [[estat quàntic]] pot canviar com aquest es propagui lliurement. La transformació del sabor a una massa obtinguda a partir de quarks és donat per l'anomenada ''' matriu Cabibbo-Kobayashi-Maskawa ''' ([[matriu CKM]]). Per definició llavors, la matriu defineix la força d'un canvi de aroma sota la [[interacció feble]] de quarks. La matriu CKM permet la [[violació CP]] si hi ha almenys tres generacions.
 
=== Antipartícules i hadrons ===
 
Els números quàntics de sabor són additius. Llavors les [[antipartícula]] s tenen un aroma igual en magnitud a les partícules però amb signe oposat. Els [[Hadró|hadrons]] obtenen el seu número quàntic de aroma del seu [[quark de valència]]: aquesta és la base de la classificació en el [[model quark]]. La relació entre la hipercarga, càrrega elèctrica i altres números quàntics de aroma es manté dels hadrons com també en els quarks.
 
== Cromodinàmica Quànticaquàntica ==
* [[{{AP|Cromodinàmica Quàntica]]quàntica}}
La simetria del sabor està relacionada estretament amb la [[Quiralitat (partícules)|simetria quiral]]. La [[cromodinàmica quàntica]] (QCD) conté sis sabors de [[quark]] s. No obstant això, difereixen les seves masses. Com a resultat d'això, no són estrictament intercanviables amb altres. Dos dels sabors, anomenats [[quark amunt|up]] i [[quark avall|down]], són a prop de tenir masses iguals i la teoria d'aquests dos quarks té una simetria SU (2) aproximada. Sota algunes circumstàncies un pot prendre N <sub> f </sub> sabors per tenir les mateixes masses i obtenir una simetria del sabor SEU (N <sub> f </sub>) efectiva.
 
Sota algunes circumstàncies, la massa dels quarks pot ser totalment descuidada. En aquest cas, cada aroma de quark té una [[quiralitatQuiralitat (partícules) |simetria quiral]]. Un pot llavors fer transformacions de aroma independentment de les parts dretes o esquerranes de cada camp de quarks. El grup de sabor és llavors un grup quiral <math> SU_L (N_f) \times SU_R (N_f) </math>.
(La simetria del sabor està relacionada estretament amb la [[quiralitat|simetria quiral]]. Aquesta part de l'article és millor acompanyar amb la lectura de l'article [[quiralitat]]).
 
Si tots els quarks tenen la mateixa massa llavors aquesta simetria quiral es trenca a una ''' simetria vector ''' d'un '' grup diagonal de aroma '' que s'aplica a la mateixa transformació de les dues [[helicides]] és dels quarks. Una reducció de la simetria és anomenada ''' ruptura explícita de la simetria '''. La quantitat de ruptura de la simetria explícita és controlada per la massa dels actuals quarks a la QCD.
La [[cromodinàmica quàntica]] (QCD) conté sis sabors de [[quark]] s. No obstant això, difereixen les seves masses. Com a resultat d'això, no són estrictament intercanviables amb altres. Dos dels sabors, anomenats [[quark amunt|up]] i [[quark avall|down]], són a prop de tenir masses iguals i la teoria d'aquests dos quarks té una simetria SU (2) aproximada. Sota algunes circumstàncies un pot prendre N <sub> f </sub> sabors per tenir les mateixes masses i obtenir una simetria del sabor SEU (N <sub> f </sub>) efectiva.
 
SI els quarks no tenen massa, la simetria quiral del sabor pot ser ''' trencada espontàniament ''' si per alguna raó el buit de la teoria conté un [[condensat quiral]] (com s'ho fa en petites energies en QCD). Això dóna lloc a una massa efectiva dels quarks, usualment identificat amb el quark de valència de massa en QCD.
Sota algunes circumstàncies, la massa dels quarks pot ser totalment descuidada. En aquest cas, cada aroma de quark té una [[quiralitat|simetria quiral]]. Un pot llavors fer transformacions de aroma independentment de les parts dretes o esquerranes de cada camp de quarks. El grup de sabor és llavors un grup quiral <math> SU_L (N_f) \times SU_R (N_f) </math>.
 
Si tots els quarks tenen la mateixa massa llavors aquesta simetria quiral es trenca a una ''' simetria vector ''' d'un '' grup diagonal de aroma '' que s'aplica a la mateixa transformació de les dues [[helicides]] és dels quarks. Una reducció de la simetria és anomenada ''' ruptura explícita de la simetria '''. La quantitat de ruptura de la simetria explícita és controlada per la massa dels actuals quarks a la QCD.
 
SI els quarks no tenen massa, la simetria quiral del sabor pot ser ''' trencada espontàniament ''' si per alguna raó el buit de la teoria conté un [[condensat quiral]] (com s'ho fa en petites energies en QCD). Això dóna lloc a una massa efectiva dels quarks, usualment identificat amb el quark de valència de massa en QCD.
 
=== Simetries de la QCD ===
Anàlisi d'experiments indiquen que les actuals masses dels quarks[[quark]]s dels sabors lleugers de quarks són molt més petits que l'escala QCD, ''' Λ ''' <sub> QCD </sub>, llavors la simetria quiral de aroma és una bona aproximació a la [[cromodinàmica quàntica]] per als quarks amunt, avall i estrany. L'èxit d'una [[teoria de pertorbació quiral]] i dels [[model quiral|models quirals]] esperen aquest fet. Les masses dels quarks de valència extretes del [[model quark]] són molt més llargues que les masses de quarks actuals. Això indica que la QCD té ruptura simètrica quiral espontània amb la formació de [[condensació quiral|condensats quirals]]. [[Matèria estranya|Altres fases de la QCD]] poden trencar la simetria quiral del sabor en altres camins.
 
Anàlisi d'experiments indiquen que les actuals masses dels quarks dels sabors lleugers de quarks són molt més petits que l'escala QCD, ''' Λ ''' <sub> QCD </sub>, llavors la simetria quiral de aroma és una bona aproximació a la [[cromodinàmica quàntica]] per als quarks amunt, avall i estrany. L'èxit d'una [[teoria de pertorbació quiral]] i dels [[model quiral|models quirals]] esperen aquest fet. Les masses dels quarks de valència extretes del [[model quark]] són molt més llargues que les masses de quarks actuals. Això indica que la QCD té ruptura simètrica quiral espontània amb la formació de [[condensació quiral|condensats quirals]]. [[Matèria estranya|Altres fases de la QCD]] poden trencar la simetria quiral del sabor en altres camins.
 
== Lleis de Conservació ==
Linha 61 ⟶ 48:
 
Tots els altres nombres quàntics de aroma són violats per la [[interacció dèbil|interacció electrofeble]]. El [[nombre bariònic]] i el [[nombre leptó]] se'ls viola per separat en la [[interacció dèbil]] a través de la [[anomalia quiral]]. Les [[interacció forta|interaccions fortes]] conserven tots els sabors.
 
== Referències ==
<references />
 
== Vegeu també ==
* [[Model estàndard]]
* [[Interacció feble]]
* [[Violació CP]]
* [[Cromodinàmica Quàntica]]
* [[Quiralitat]]
* [[Trencant la simetria quiral]]
* [[Matèria fosca]]
* [[Quark]]
* [[Leptó]]
* [[Hadró]]
 
== Referències ==
{{referències}}
 
[[Categoria: Física de partícules]]
[[Categoria: Lleis de conservació]]
 
[[ar:نكهة (فيزياء الجسيمات)]]