Υπερόνια
Τα υπερόνια είναι σωματίδια που αποτελούνται από κουάρκ. Αυτό που τα κάνει να διαφέρουν από τα άλλα βαρυόνια (σωματίδια που αποτελούνται από τρία κουάρκ) είναι ότι πρέπει να έχουν τουλάχιστον ένα παράξενο κουάρκ, αλλά όχι γοητευτικά κουάρκ ή bottom κουάρκ. Τα παράξενα κουάρκ έχουν μια ιδιότητα γνωστή ως strangeness. Η παραδοξότητα κάνει το παράξενο κουάρκ -και όλα τα άλλα σωματίδια που συνδέονται με αυτό- να μη διασπώνται με την ισχυρή δύναμη, αλλά αντίθετα λόγω της πολύ πιο αργής ασθενούς δύναμης. Δεδομένου ότι όλα τα κουάρκ είναι φερμιόνια (που σημαίνει ότι κανένα από αυτά δεν μπορεί να βρίσκεται στο ίδιο σημείο του χώρου την ίδια χρονική στιγμή), κάθε κουάρκ έχει σπιν 1/2, το οποίο αθροίζεται σε ένα συνολικό σπιν 3/2 για ένα υπερόνιο. Αυτό διασπάται γρήγορα σε ένα σωματίδιο με σπιν 1/2.
Τα ίδια τα υπερόνια διασπώνται λόγω της ασθενούς δύναμης. Υπάρχουν δεκάδες διαφορετικοί συνδυασμοί υπερονίων. Για παράδειγμα, ένα Λ (λάμδα) υπερόνιο έχει φορτίο 0 και συχνά γράφεται ως Λ0. Όταν διασπάται, συνήθως δημιουργεί ένα πρωτόνιο και ένα αντιπύρηνο. Όπως πολλές μορφές διάσπασης της ασθενούς δύναμης, υπάρχουν περισσότερα από ένα πιθανά αποτελέσματα. Ένα Λ0 έχει επίσης μια σημαντικά μικρότερη, αλλά και πάλι πιθανή, πιθανότητα να διασπαστεί σε ένα νετρόνιο και ένα αφόρτιστο πιόνιο. Τα Λ0 υπερόνια έχουν μέση διάρκεια ζωής 2,6x10-10 δευτερόλεπτα, γεγονός που τα καθιστά ένα από τα μακροβιότερα υπερόνια.
Οι επιστήμονες εξακολουθούν να μελετούν τα υπερόνια σε εργαστήρια σε όλο τον κόσμο, όπως το CERN, το Fermilab και το SLAC. Τα υπερόνια δίνουν απαντήσεις σε ερωτήματα για προβλήματα όπως η παραβίαση της CP, όπου συμμετρίες που θεωρούνταν αληθινές μπορεί να μην είναι αληθινές.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ε: Τι είναι τα υπερόνια;
Α: Τα υπερόνια είναι σωματίδια που αποτελούνται από κουάρκ που πρέπει να έχουν τουλάχιστον ένα παράξενο κουάρκ, αλλά όχι κουάρκ γοητείας ή κουάρκ πυθμένα.
Ερ: Τι είναι το παράξενο;
A: Η παραξενιά είναι μια ιδιότητα του παράξενου κουάρκ που κάνει αυτό και όλα τα άλλα σωματίδια που συνδέονται με αυτό να μην διασπώνται με την ισχυρή δύναμη, αλλά αντίθετα λόγω της πολύ πιο αργής ασθενούς δύναμης.
Ερ: Πόσοι διαφορετικοί τύποι συνδυασμών υπερονίων υπάρχουν;
Α: Υπάρχουν δεκάδες διαφορετικοί συνδυασμοί υπερονίων.
Ερ: Ποιο είναι ένα παράδειγμα συνδυασμού υπερονίων;
Α: Ένα Λ (λάμδα) υπέρνιο έχει φορτίο 0 και συχνά γράφεται ως Λ0. Όταν διασπάται, συνήθως δημιουργεί ένα πρωτόνιο και ένα αντιπύρηνο.
Ερ: Ποια είναι η μέση διάρκεια ζωής των Λ0 υπερονίων;
Α: Η μέση διάρκεια ζωής των Λ0 υπερονίων είναι 2,6x10-10-10 δευτερόλεπτα.
Ερ: Πού μελετούν οι επιστήμονες τα υπερόνια; Α: Οι επιστήμονες μελετούν τα υπερόνια σε εργαστήρια σε όλο τον κόσμο, όπως το CERN, το Fermilab και το SLAC.
Ερ: Τι είδους προβλήματα μπορεί να βοηθήσει να λυθούν η μελέτη των υπερονίων; Α: Η μελέτη των υπερονίων μπορεί να βοηθήσει να απαντηθούν ερωτήματα για προβλήματα όπως η παραβίαση της CP, όπου συμμετρίες που θεωρούνταν αληθινές μπορεί να μην είναι αληθινές.
