Δ-Baryon
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Delta-Baryon (Δ++,Δ+,Δ0,Δ-) | |
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| Klassifikation | |
| Fermion Hadron Baryon | |
| Eigenschaften[1] | |
| elektrische Ladung | 0, ±1 oder +2 e |
| SpinParität | 3⁄2+ |
| Isospin | 3⁄2 (Iz = ±3/2,±1/2) |
| Zerfallsbreite | ≈118 MeV |
| Valenzquarks | uuu, uud, udd, ddd |
Die Δ-Baryonen, auch Delta-Baryonen oder Delta-Resonanzen, sind Baryonen, die aus Up- und Down-Quarks bestehen. Sie besitzen Spin und Isospin 3/2.
Es gibt vier verschiedene Δ-Baryonen, die meist durch ihre elektrische Ladung gekennzeichnet werden, Δ++, Δ+, Δ0 und Δ-. Δ+ und Δ0 besitzen denselben Quarkinhalt wie Proton und Neutron und können deshalb als deren Spinanregung aufgefasst werden.
Beschreibung
Die vier Δ-Baryonen gehören dem SU(3)-Dekuplett an. Sie unterscheiden sich durch ihren Quarkinhalt, welcher abstrakt als isospin-3/2 Vektor im Flavourraum aufgefasst werden kann. Der Quarkinhalt der Δ-Baryonen lautet
| Symbol | Quarkinhalt | Isospin-z-Komponente |
| Δ++ | uuu | +3/2 |
| Δ+ | uud | +1/2 |
| Δ0 | udd | -1/2 |
| Δ- | ddd | -3/2 |
Δ-Baryonen zerfallen zu beinahe 100% in ein Nukleon, also Proton oder Neutron, und ein Pion. Zu einem sehr geringen Anteil (<1%) zerfallen Δ-Baryonen unter Aussendung eines Photons in ein Nukleon.[2]
Besonderheiten
Die Δ-Baryonen Δ++ und Δ- stellen eine scheinbare Verletzung des Pauli-Prinzips dar, betrachtet man nur die Spin und Flavour-Anteile. Als Fermionen müssen sie eine anti-symmetrische Wellenfunktion besitzen, ihre Spin und Flavour-Wellenfunktionen sind jedoch komplett symmetrisch, z.B.
wo u für Up-Quark steht und das + für die Spin-Projektion.
Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, dass ein weiterer Freiheitsgrad für Quarks postuliert wird, die sogenannte Farbladung. Führt man diese neue Quantenzahl ein, so erhält man
mit dem Levi-Civita-Symbol und den Farbfreiheitsgraden g,b, und r (grün, blau, rot). Diese Wellenfunktion ist wieder anti-symmetrisch.
So trugen die Δ-Baryonen zur Entwicklung der Quantenchromodynamik bei.[3]
Heute sind die Delta-Baryonen weiterhin von theoretischem Interesse, da sich an Ihnen, analog zu den ρ-Mesonen, Modelle der Dynamik der starken Kraft testen lassen.
Siehe auch
Einzelnachweise
- ↑ Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus: K. Nakamura et al. (Particle Data Group): Review of Particle Physics. In: Journal of Physics G 37 (2010) 075021 (online).
- ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Δ
- ↑ F. Yndurain: The Theory of Quarks and Gluon interactions. 4. Auflage. Springer, 2006, ISBN 3-540-64881-X.