स्वाद (कण भौतिकी)

लेप्टान के छह फ्लेवर

कण भौतिकी में, स्वाद या स्वाद एक प्राथमिक कण की प्रजातियों को संदर्भित करता है। मानक मॉडल क्वार्क के छह स्वादों और लेप्टॉन के छह स्वादों की गणना करता है। वे पारंपरिक रूप से स्वाद क्वांटम संख्याओं के साथ परिचालित होते हैं जो सभी उप-परमाणु कणों को सौंपे जाते हैं। उन्हें क्वार्क-लिप्टन पीढ़ियों के लिए प्रस्तावित कुछ पारिवारिक समरूपताओं द्वारा भी वर्णित किया जा सकता है।

क्वांटम संख्याएँ

शास्त्रीय यांत्रिकी में, एक बिंदु जैसे कण पर कार्य करने वाला बल केवल कण की गतिशील स्थिति को बदल सकता है, अर्थात, इसकी गति, कोणीय गति, आदि। क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत, हालांकि, बातचीत की अनुमति देता है जो एक कण की प्रकृति के अन्य पहलुओं को बदल सकता है। गैर-गतिशील, असतत क्वांटम संख्या। विशेष रूप से, कमजोर बल की क्रिया ऐसी होती है कि यह क्वार्क और लेप्टान दोनों के द्रव्यमान और विद्युत आवेश का वर्णन करने वाली क्वांटम संख्याओं को एक असतत प्रकार से दूसरे में बदलने की अनुमति देता है। इसे स्वाद परिवर्तन या स्वाद परिवर्तन के रूप में जाना जाता है। उनके क्वांटम विवरण के कारण, फ्लेवर स्टेट्स भी क्वांटम सुपरपोजिशन से गुजर सकते हैं।

परमाणु भौतिकी में एक इलेक्ट्रॉन की प्रमुख क्वांटम संख्या उस इलेक्ट्रॉन कोश को निर्दिष्ट करती है जिसमें वह रहता है, जो पूरे परमाणु के ऊर्जा स्तर को निर्धारित करता है। समान रूप से, पांच स्वाद क्वांटम संख्याएं (समभारिक प्रचक्रण, विचित्रता, आकर्षण (क्वांटम संख्या), तलहटी या शीर्षता) क्वार्क की क्वांटम स्थिति को चिह्नित कर सकती हैं, जिस हद तक यह छह अलग-अलग स्वादों (यू, डी, एस, सी, बी, टी) को प्रदर्शित करता है।

समग्र कण कई क्वार्क से बनाए जा सकते हैं, हैड्रॉन बनाते हैं, जैसे कि मेसन और बेरोन, प्रत्येक में अद्वितीय कुल विशेषताओं, जैसे विभिन्न द्रव्यमान, विद्युत आवेश और क्षय मोड होते हैं। एक हैड्रॉन की समग्र स्वाद क्वांटम संख्या प्रत्येक विशेष स्वाद के घटक क्वार्क की संख्या पर निर्भर करती है।

संरक्षण कानून

ऊपर चर्चा किए गए सभी विभिन्न शुल्कों को इस तथ्य से संरक्षित किया जाता है कि संबंधित चार्ज (भौतिकी) ऑपरेटरों को समरूपता के जेनरेटर के रूप में समझा जा सकता है जो हैमिल्टनियन के साथ यात्रा करते हैं। इस प्रकार, विभिन्न चार्ज ऑपरेटरों के eigenvalues ​​संरक्षित हैं।

मानक मॉडल में बिल्कुल संरक्षित स्वाद क्वांटम संख्याएं हैं:

• बिजली का आवेश (Q)
• कमजोर आइसोस्पिन (T₃)
• बेरियन संख्या (B)
• लेपटन संख्या (L)

कुछ सिद्धांतों में, जैसे कि भव्य एकीकृत सिद्धांत, व्यक्तिगत बेरोन और लेप्टान संख्या संरक्षण का उल्लंघन किया जा सकता है, अगर उनके बीच का अंतर (B − L) संरक्षित है (चिराल विसंगति देखें)।

मजबूत अंतःक्रियाएं सभी स्वादों को संरक्षित करती हैं, लेकिन सभी स्वाद क्वांटम संख्याएं (B और L के अलावा) इलेक्ट्रोवीक इंटरैक्शन द्वारा उल्लंघन (परिवर्तित, गैर-संरक्षित) होती हैं।

स्वाद समरूपता

यदि दो या दो से अधिक कण हैं जो समान अंतःक्रिया करते हैं, तो भौतिकी को प्रभावित किए बिना उन्हें आपस में जोड़ा जा सकता है। इन दो कणों का कोई भी (जटिल) रैखिक संयोजन एक ही भौतिकी देता है, जब तक संयोजन एक दूसरे के लिए ओर्थोगोनल या लंबवत होते हैं।

दूसरे शब्दों में, सिद्धांत में समरूपता परिवर्तन होते हैं जैसे $M\left({u \atop d}\right)$, जहां u और d दो क्षेत्र हैं (लेप्टान और क्वार्क की विभिन्न पीढ़ियों (कण भौतिकी) का प्रतिनिधित्व करते हैं, नीचे देखें), और M एक इकाई निर्धारक के साथ कोई 2×2 एकात्मक मैट्रिक्स है। ऐसे आव्यूह एक झूठ समूह बनाते हैं जिसे SU(2) कहा जाता है (विशेष एकात्मक समूह देखें)। यह स्वाद समरूपता का एक उदाहरण है।

क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स में, स्वाद एक संरक्षित वैश्विक समरूपता है। दूसरी ओर, इलेक्ट्रोवीक सिद्धांत में, यह समरूपता टूट जाती है, और स्वाद बदलने वाली प्रक्रियाएं मौजूद होती हैं, जैसे क्वार्क क्षय या न्यूट्रिनो दोलन।

स्वाद क्वांटम संख्या

लेप्टान

सभी लेप्टानों में एक लेप्टान संख्या L = 1 होती है। इसके अलावा, लेप्टानों में कमजोर आइसोस्पिन, T₃ होता है, जो - है -1/2 तीन चार्ज किए गए लेप्टानों (यानी इलेक्ट्रॉन, म्यूऑन और ताऊ) और + के लिए +1/2 तीन संबद्ध न्यूट्रिनो के लिए। चार्ज किए गए लेप्टान के प्रत्येक द्विक और विपरीत T₃ वाले न्यूट्रिनो को लेप्टान की एक पीढ़ी कहा जाता है। इसके अलावा, एक कमजोर हाइपरचार्ज, Y_W नामक एक क्वांटम संख्या को परिभाषित करता है, जो सभी बाएं हाथ के लेप्टानों के लिए -1 है। मानक मॉडल में कमजोर आइसोस्पिन और कमजोर हाइपरचार्ज का गेज सिद्धांत लगाया गया है।

लेप्टॉन को छह फ्लेवर क्वांटम संख्याएँ दी जा सकती हैं: इलेक्ट्रॉन संख्या, म्यूऑन संख्या, ताऊ संख्या, और न्यूट्रिनो के लिए संबंधित संख्याएँ। इन्हें मजबूत और विद्युत चुम्बकीय बातचीत में संरक्षित किया जाता है, लेकिन कमजोर बातचीत से उल्लंघन किया जाता है। इसलिए, इस तरह के स्वाद क्वांटम नंबर बहुत काम के नहीं हैं। प्रत्येक पीढ़ी के लिए एक अलग क्वांटम संख्या अधिक उपयोगी है: इलेक्ट्रॉनिक लिप्टन संख्या (इलेक्ट्रॉनों और इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो के लिए +1), म्यूओनिक लेप्टान संख्या (म्यूऑन और म्यूऑन न्यूट्रिनो के लिए +1), और टौओनिक लेप्टान संख्या (ताउ लेप्टान और ताऊ न्यूट्रिनो के लिए +1) ). हालाँकि, ये संख्याएँ भी पूरी तरह से संरक्षित नहीं हैं, क्योंकि विभिन्न पीढ़ियों के न्यूट्रिनो मिश्रित हो सकते हैं; यानी एक स्वाद का न्यूट्रिनो दूसरे स्वाद में बदल सकता है। इस तरह के मिश्रण की ताकत पोंटेकोर्वो-माकी-नाकागावा-सकता मैट्रिक्स (पीएमएनएस मैट्रिक्स) नामक मैट्रिक्स द्वारा निर्दिष्ट की जाती है।

क्वार्क

सभी क्वार्क में बेरिऑन संख्या B = ++1/3 , होती है, और सभी एंटी-क्वार्क में B = −+1/3 . होता है. वे सभी कमजोर आइसोस्पिन, T₃ = ±+1/2 . भी ले जाते हैं. सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए क्वार्क (अप, चार्म और टॉप क्वार्क) को अप-टाइप क्वार्क कहा जाता है और इसमें T₃ = ++1/2 ; होता है। ऋणावेशित क्वार्क (डाउन, स्ट्रेंज और बॉटम क्वार्क) डाउन-टाइप क्वार्क कहलाते हैं और इनका T₃ = −+1/2 .होता है। अप और डाउन टाइप क्वार्क का प्रत्येक द्विगुणन क्वार्क की एक पीढ़ी का निर्माण करता है।

नीचे सूचीबद्ध सभी क्वार्क फ़्लेवर क्वांटम संख्याओं के लिए, परिपाटी यह है कि क्वार्क के फ़्लेवर आवेश और विद्युत आवेश का चिह्न समान होता है। इस प्रकार आवेशित मेसन द्वारा लिए गए किसी भी फ्लेवर का वही चिन्ह होता है जो उसके चार्ज का होता है। क्वार्क में निम्नलिखित फ्लेवर क्वांटम संख्याएँ होती हैं:

• आइसोस्पिन का तीसरा घटक (आमतौर पर सिर्फ आइसोस्पिन) (I₃), जिसका मूल्य है I₃ = 1/2 अप क्वार्क के लिए और I₃ = −1/2 डाउन क्वार्क के लिए
• विचित्रता (S): के रूप में परिभाषित S = −n _s + n _s̅ , कहाँ n_s अजीब क्वार्कों की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है (
  s
  ) और n_s̅ अजीब एंटीक्वार्क की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है (
  s
  ). यह क्वांटम संख्या मरे गेल-मान द्वारा पेश की गई थी। उपरोक्त कारणों से यह परिभाषा स्ट्रेंज क्वार्क को -1 की विचित्रता देती है।
• आकर्षण (क्वांटम संख्या) (C): के रूप में परिभाषित C = n _c − n _c̅ , कहाँ n_c आकर्षण क्वार्कों की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है (
  c
  ) और n_c̅ आकर्षण एंटीकार्क्स की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है। आकर्षण क्वार्क का मान +1 है।
• निचलापन (या सुंदरता) (B′): के रूप में परिभाषित B′ = −n _b + n _b̅ , कहाँ n_b नीचे के क्वार्कों की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है (
  b
  ) और n_b̅ नीचे प्रतिक्वार्क की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है।
• टॉपनेस (या सच्चाई) (T): के रूप में परिभाषित T = n _t − n _t̅ , कहाँ n_t शीर्ष क्वार्कों की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है (
  t
  ) और n_t̅ शीर्ष एंटीक्वार्क की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है। हालांकि, शीर्ष क्वार्क के बेहद कम आधे जीवन के कारण (केवल अनुमानित जीवनकाल 5×10⁻²⁵ s), जब तक यह दृढ़ता से बातचीत कर सकता है तब तक यह पहले से ही क्वार्क के एक और स्वाद (आमतौर पर एक निचले क्वार्क) में क्षय हो चुका होता है। इस कारण से शीर्ष क्वार्क का haronization नहीं होता है, यानी यह कभी भी मेसन या बेरोन नहीं बनाता है।

ये पांच क्वांटम संख्याएं, बेरिऑन संख्या (जो एक फ्लेवर क्वांटम संख्या नहीं है) के साथ मिलकर, सभी 6 क्वार्क स्वादों की अलग-अलग संख्याओं को पूरी तरह से निर्दिष्ट करती हैं (जैसा कि n _q − n _q̅ ,, यानी एक एंटीक्वार्क को माइनस साइन के साथ गिना जाता है)। वे विद्युत चुम्बकीय और मजबूत बातचीत (लेकिन कमजोर बातचीत नहीं) दोनों द्वारा संरक्षित हैं। उनसे व्युत्पन्न क्वांटम संख्याएँ बनाई जा सकती हैं:

• हाइपरचार्ज (Y): Y = B + S + C + B′ + T
• बिजली का आवेश (Q): Q = I₃ + 1/2Y (गेल-मान-निशिजिमा सूत्र देखें)

शब्द "विचित्र" और "विचित्रता" क्वार्क की खोज से पहले के हैं, लेकिन निरंतरता के लिए इसकी खोज के बाद भी इसका उपयोग जारी रहा (अर्थात प्रत्येक प्रकार के हैड्रोन की विचित्रता समान रही); मूल परिभाषा के अनुसार एंटी-पार्टिकल्स की विचित्रता को +1 और कणों को -1 के रूप में संदर्भित किया जा रहा है। नए खोजे गए कणों, जैसे कि काओन, के क्षय की दर की व्याख्या करने के लिए विचित्रता की शुरुआत की गई थी, और हैड्रॉन के आठ गुना मार्ग वर्गीकरण और बाद के क्वार्क मॉडल में इसका इस्तेमाल किया गया था। ये क्वांटम संख्याएं मजबूत और विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रिया के तहत संरक्षित हैं, लेकिन कमजोर इंटरैक्शन के तहत नहीं।

प्रथम-क्रम के कमजोर क्षय के लिए, यानी केवल एक क्वार्क क्षय वाली प्रक्रियाएं, ये क्वांटम संख्याएं (जैसे आकर्षण) केवल 1 से भिन्न हो सकती हैं, अर्थात, आकर्षण वाले क्वार्क या एंटीक्वार्क से जुड़े क्षय के लिए या तो घटना कण के रूप में या क्षय के रूप में सह-उत्पाद, ΔC = ±1 ;; इसी प्रकार, किसी ऐसे क्षय के लिए जिसमें बॉटम क्वार्क या प्रतिक्वार्क ΔB′ = ±1 . हो। चूँकि प्रथम-क्रम की प्रक्रियाएँ दूसरे-क्रम की प्रक्रियाओं (दो क्वार्क क्षयों को शामिल करते हुए) की तुलना में अधिक सामान्य हैं, इसे कमजोर क्षय के लिए एक अनुमानित "चयन नियम" के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

क्वार्क स्वादों का एक विशेष मिश्रण हैमिल्टनियन (क्वांटम यांत्रिकी) के कमजोर अंतःक्रियात्मक भाग की एक अंतर्निहित स्थिति है, इसलिए डब्ल्यू बोसोन के साथ विशेष रूप से सरल तरीके से बातचीत करेगा (आवेशित कमजोर अंतःक्रियाएं स्वाद का उल्लंघन करती हैं)। दूसरी ओर, एक निश्चित द्रव्यमान का एक फ़र्मियन (हैमिल्टनियन के गतिज और मजबूत अंतःक्रियात्मक भागों का एक ईजेनस्टेट) स्वाद का एक ईजेनस्टेट है। क्वार्क के लिए पूर्व आधार से फ्लेवर-ईजेनस्टेट/मास-ईजेनस्टेट आधार में परिवर्तन कैबिबो-कोबायाशी-मास्कावा मैट्रिक्स (सीकेएम मैट्रिक्स) को रेखांकित करता है। यह मैट्रिक्स न्यूट्रिनो के लिए PMNS मैट्रिक्स के अनुरूप है, और क्वार्कों के चार्ज किए गए कमजोर इंटरैक्शन के तहत स्वाद परिवर्तन की मात्रा निर्धारित करता है।

सीकेएम मैट्रिक्स सीपी उल्लंघन की अनुमति देता है यदि कम से कम तीन पीढ़ियां हों।

एंटीपार्टिकल्स और हैड्रोन

फ्लेवर क्वांटम नंबर एडिटिव होते हैं। इसलिए एंटीपार्टिकल्स का स्वाद कण के परिमाण के बराबर लेकिन साइन के विपरीत होता है। हैड्रोन अपने स्वाद क्वांटम संख्या को अपने वैलेंस क्वार्क से प्राप्त करते हैं: यह क्वार्क मॉडल में वर्गीकरण का आधार है। हाइपरचार्ज, इलेक्ट्रिक चार्ज और अन्य फ्लेवर क्वांटम नंबरों के बीच का संबंध हैड्रोन के साथ-साथ क्वार्क के लिए भी है।

स्वाद की समस्या

स्वाद की समस्या (जिसे स्वाद पहेली के रूप में भी जाना जाता है) वर्तमान मानक मॉडल स्वाद भौतिकी की अक्षमता है, यह समझाने के लिए कि मानक मॉडल में कणों के मुक्त मापदंडों में उनके पास मूल्य क्यों हैं, और मिश्रण के लिए निर्दिष्ट मूल्य क्यों हैं माकी-नाकागावा-सकता मैट्रिक्स (PMNS) और कैबिबो-कोबायाशी-मस्कावा मैट्रिक्स में कोण। ये मुक्त पैरामीटर - फ़र्मियन द्रव्यमान और उनके मिश्रण कोण - विशेष रूप से ट्यून किए गए प्रतीत होते हैं। इस तरह के ट्यूनिंग के कारण को समझना स्वाद पहेली का समाधान होगा। इस पहेली में बहुत ही मौलिक प्रश्न शामिल हैं जैसे कि क्वार्क की तीन पीढ़ियां (अप-डाउन, चार्म-स्ट्रेंज और टॉप-बॉटम क्वार्क) और लेप्टान (इलेक्ट्रॉन, म्यूऑन और ताऊ न्यूट्रिनो) क्यों हैं और कैसे और क्यों होता है। द्रव्यमान और मिश्रण पदानुक्रम इन fermions के विभिन्न स्वादों के बीच उत्पन्न होते हैं।

क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स

स्वाद समरूपता चिरल समरूपता से निकटता से संबंधित है। चिरायता पर लेख के साथ-साथ लेख का यह भाग सबसे अच्छा पढ़ा जाता है।

क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स (QCD) में क्वार्क के छह स्वाद होते हैं। हालांकि, उनके द्रव्यमान भिन्न होते हैं और परिणामस्वरूप वे एक दूसरे के साथ कड़ाई से विनिमेय नहीं होते हैं। ऊपर और नीचे स्वाद समान द्रव्यमान होने के करीब हैं, और इन दो क्वार्कों के सिद्धांत में अनुमानित एसयू (2) समरूपता (आइसोस्पिन समरूपता) है।

चिरल समरूपता विवरण

कुछ परिस्थितियों में (उदाहरण के लिए जब क्वार्क का द्रव्यमान 250 MeV के चिरल सममिति ब्रेकिंग स्केल से बहुत छोटा होता है), क्वार्क का द्रव्यमान सिस्टम के व्यवहार में महत्वपूर्ण योगदान नहीं देता है, और शून्य सन्निकटन के लिए सबसे हल्के क्वार्क के द्रव्यमान को अनदेखा किया जा सकता है। अधिकांश उद्देश्यों के लिए, जैसे कि उनका द्रव्यमान शून्य था। स्वाद परिवर्तनों के सरलीकृत व्यवहार को तब प्रत्येक क्वार्क क्षेत्र के बाएं और दाएं हाथ के हिस्सों पर स्वतंत्र रूप से अभिनय के रूप में सफलतापूर्वक तैयार किया जा सकता है। स्वाद समरूपता का यह अनुमानित विवरण एक चिराल समूह SU_L(N_f) × SU_R(N_f) द्वारा वर्णित है।

वेक्टर समरूपता विवरण

यदि सभी क्वार्कों में गैर-शून्य लेकिन समान द्रव्यमान होता है, तो यह चिरल समरूपता "विकर्ण स्वाद समूह" SU(N_f) के वेक्टर समरूपता में टूट जाती है, जो क्वार्क के दोनों हेलीकॉप्टरों में समान परिवर्तन लागू करती है। समरूपता में यह कमी स्पष्ट समरूपता को तोड़ने का एक रूप है। स्पष्ट समरूपता तोड़ने की शक्ति QCD में वर्तमान क्वार्क द्रव्यमान द्वारा नियंत्रित होती है।

भले ही क्वार्क द्रव्यमान रहित हों, यदि सिद्धांत के निर्वात में चिरल घनीभूत होता है (जैसा कि यह कम-ऊर्जा QCD में होता है) तो चिरल स्वाद समरूपता अनायास टूट सकती है। यह क्वार्क के लिए एक प्रभावी द्रव्यमान को जन्म देता है, जिसे अक्सर QCD में वैलेंस क्वार्क द्रव्यमान के साथ पहचाना जाता है।

क्यूसीडी स्केल समरूपता

प्रयोगों के विश्लेषण से संकेत मिलता है कि क्वार्क के हल्के स्वादों का वर्तमान क्वार्क द्रव्यमान क्यूसीडी स्केल, Λ_QCD से बहुत छोटा है, इसलिए चिरल स्वाद समरूपता ऊपर, नीचे और अजीब क्वार्क के लिए QCD का एक अच्छा सन्निकटन है। चिराल गड़बड़ी सिद्धांत की सफलता और इससे भी अधिक सरल चिरल मॉडल इस तथ्य से झरते हैं। क्वार्क मॉडल से निकाले गए संयोजी क्वार्क द्रव्यमान वर्तमान क्वार्क द्रव्यमान से बहुत बड़े हैं। यह इंगित करता है कि QCD में चिरल संघनन के गठन के साथ सहज चिरल समरूपता टूटती है। QCD के अन्य चरण अन्य तरीकों से चिराल स्वाद समरूपता को तोड़ सकते हैं।

इतिहास

See also: आइसोस्पिन § इतिहास, अष्टांगिक मार्ग (भौतिकी), चिरल समरूपता, and जे/पीएसआई मेसन

आइसोस्पिन

आइसोस्पिन, विचित्रता और हाइपरचार्ज क्वार्क मॉडल से पहले के हैं। उन क्वांटम संख्याओं में से पहला, आइसोस्पिन, 1932 में वर्नर हाइजेनबर्ग द्वारा एक अवधारणा के रूप में पेश किया गया था, तत्कालीन नए खोजे गए न्यूट्रॉन (प्रतीक n) की समरूपता की व्याख्या करने के लिए:

• न्यूट्रॉन और प्रोटॉन (प्रतीक p) का द्रव्यमान लगभग समान है: वे लगभग पतित हैं, और इस प्रकार दोनों को अक्सर "नाभिकीय " कहा जाता है, एक शब्द जो उनके मतभेदों को अनदेखा करता है। यद्यपि प्रोटॉन में एक सकारात्मक विद्युत आवेश होता है, और न्यूट्रॉन तटस्थ होता है, वे अन्य सभी पहलुओं में लगभग समान होते हैं, और उनके परमाणु बंधन-बल परस्पर क्रिया (अवशिष्ट रंग बल के लिए पुराना नाम) कुछ के बीच विद्युत बल की तुलना में बहुत मजबूत होते हैं। , कि उनके मतभेदों पर ज्यादा ध्यान देने का कोई मतलब नहीं है।
• किसी भी न्यूक्लियॉन जोड़ी के बीच मजबूत संपर्क की ताकत समान है, भले ही वे प्रोटॉन या न्यूट्रॉन के रूप में बातचीत कर रहे हों।

प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ न्यूक्लियॉन के रूप में समूहीकृत किया गया था और एक ही कण के विभिन्न राज्यों के रूप में माना जाता था, क्योंकि दोनों का द्रव्यमान लगभग समान होता है और लगभग उसी तरह से परस्पर क्रिया करते हैं, यदि (बहुत कमजोर) विद्युत चुम्बकीय संपर्क की उपेक्षा की जाती है।

हाइजेनबर्ग ने नोट किया कि इस समरूपता का गणितीय सूत्रीकरण कुछ मामलों में गैर-सापेक्षतावादी स्पिन (भौतिकी) के गणितीय सूत्रीकरण के समान था, जहां से "आइसोस्पिन" नाम निकला है। न्यूट्रॉन और प्रोटॉन को एसयू(2) के डबलट (भौतिकी) (स्पिन 1⁄2, 2, या मौलिक प्रतिनिधित्व) को सौंपा गया है, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को फिर अलग-अलग आइसोस्पिन अनुमानों I ₃ = ++1⁄2 और −+1⁄2 क्रमशः के साथ जोड़ा जाता है। । Pions को SU(2) के स्पिन ट्रिपलेट (स्पिन-1, 3, या आसन्न प्रतिनिधित्व) को सौंपा गया है। हालांकि स्पिन के सिद्धांत से एक अंतर है: समूह क्रिया स्वाद (कण भौतिकी) को संरक्षित नहीं करती है (वास्तव में, समूह क्रिया विशेष रूप से स्वाद का आदान-प्रदान है)।

परमाणु बलों के भौतिक सिद्धांत का निर्माण करते समय, कोई भी यह मान सकता है कि यह आइसोस्पिन पर निर्भर नहीं है, हालांकि कुल आइसोस्पिन को संरक्षित किया जाना चाहिए। आइसोस्पिन की अवधारणा 1950 और 1960 के दशक में खोजे गए हैड्रोन को वर्गीकृत करने में उपयोगी साबित हुई ( कण चिड़ियाघर देखें), जहां समान द्रव्यमान वाले कणों को एक एसयू (2) आइसोस्पिन मल्टीप्लेट सौंपा गया है।

अजनबीपन और हाइपरचार्ज

काओन जैसे अजीब कणों की खोज ने एक नई क्वांटम संख्या का नेतृत्व किया जिसे मजबूत अंतःक्रिया द्वारा संरक्षित किया गया था: विचित्रता (या समकक्ष हाइपरचार्ज)। 1953 में गेल-मान-निशिजिमा सूत्र की पहचान की गई, जो आइसोस्पिन और इलेक्ट्रिक चार्ज के साथ विचित्रता और हाइपरचार्ज से संबंधित है।

आठ गुना तरीका और क्वार्क मॉडल

एक बार जब काओन और उनकी विचित्रता की संपत्ति बेहतर समझ में आ गई, तो यह स्पष्ट होने लगा कि ये भी एक बढ़े हुए समरूपता का एक हिस्सा प्रतीत होते हैं जिसमें एक उपसमूह के रूप में आइसोस्पिन होता है। मुर्रे गेल-मान द्वारा बड़ी समरूपता को आठ गुना रास्ता (भौतिकी) का नाम दिया गया था, और एसयू (3) के आसन्न प्रतिनिधित्व के अनुरूप तुरंत मान्यता प्राप्त थी। इस समरूपता की उत्पत्ति को बेहतर ढंग से समझने के लिए, गेल-मैन ने ऊपर, नीचे और अजीब क्वार्कों के अस्तित्व का प्रस्ताव दिया जो एसयू(3) स्वाद समरूपता के मौलिक प्रतिनिधित्व से संबंधित होंगे।

जीआईएम-तंत्र और आकर्षण

स्वाद बदलने वाली तटस्थ धाराओं की प्रेक्षित अनुपस्थिति को समझाने के लिए, 1970 में जीआईएम तंत्र प्रस्तावित किया गया था, जिसने आकर्षण क्वार्क की शुरुआत की और J/psi मेसन की भविष्यवाणी की। J/psi मेसन वास्तव में 1974 में पाया गया था, जिसने आकर्षण क्वार्क के अस्तित्व की पुष्टि की थी। इस खोज को नवंबर क्रांति के नाम से जाना जाता है। चार्म क्वार्क से जुड़ी फ्लेवर क्वांटम संख्या चार्म कहलाती है।

निचलापन और शीर्षता

सीपी उल्लंघन की व्याख्या करने के लिए 1973 में बॉटम और टॉप क्वार्क की भविष्यवाणी की गई थी, जिसमें दो नए फ्लेवर क्वांटम नंबर भी शामिल थे: बॉटमनेस और टॉपनेस।

यह भी देखें

• मानक मॉडल (गणितीय सूत्रीकरण)
• कैबिबो-कोबायाशी-मस्कावा मैट्रिक्स
• मजबूत सीपी समस्या और चिरायता (भौतिकी)
• चिराल सममिति भंजन और क्वार्क पदार्थ
• क्वार्क स्वाद टैगिंग, जैसे बी-टैगिंग, प्रयोगात्मक कण भौतिकी में कण पहचान का एक उदाहरण है।

अग्रिम पठन

• Lessons in Particle Physics Luis Anchordoqui and Francis Halzen, University of Wisconsin, 18th Dec. 2009

बाहरी संबंध

• The particle data group.