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奇异数

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  又称奇异量子数,描述强子内部性质的一种量子数,用符号 S表示。20世纪50年代以前人们已发现的基本粒子为数还不很多。这些粒子是核子(包括质子和中子)、π介子(包括带电的π±和电中性的π0)、轻子(包括电子和μ子)和光子。它们的性质已为人们所熟知。
  1947年首先在宇宙线中发现了新型的粒子。50年代初期这种粒子也可在用加速器作的实验中产生。这种粒子在π介子-核子或核子-核子碰撞过程中产生,行进了一段距离后又主要变成π介子和核子。其主要特点一是产生截面很大而衰变寿命很长,即"产生快,衰变慢";二是协同产生,即两个或多个新型粒子在一次碰撞过程中同时产生。
  随着实验资料的积累,人们逐渐认识到,新型粒子的这两个特性都是与一个新量子数──奇异数──相联系的。普通的强子、核子和π介子,其奇异数为零;新型粒子则是具有非零奇异数的强子,称为奇异粒子。由普通强子碰撞产生奇异粒子的过程是强相互作用过程,奇异数守恒,因而产生速度快、截面大,而且必须几个奇异粒子同时产生才能保持总的奇异数为零。奇异粒子的衰变过程是弱相互作用过程,奇异数不守恒,因此单个的奇异粒子可以变成核子和 π介子的体系,只是衰变速度慢,寿命长。人们还从实验资料中归纳出一条唯象规则:一次弱相互作用过程最多只能改变奇异数一个单位。因此奇异数为两个单位的奇异粒子要经过两次弱衰变才能变成普通强子,这就满意地解释了Ξ超子的"级联衰变"性质。例如:

奇异数

  奇异数的引入很好地解释了当时所发现的奇异粒子的行为,而且它的性质(强相互作用ΔS=0,弱相互作用ΔS=0,±1)已经为以后大量有关的实验,包括一系列共振态奇异粒子和1964年发现的新奇异重子 Ω-的实验所证实。
  已知奇异粒子的奇异数奇异数
  反粒子与粒子的奇异数相反;共振态奇异粒子与相应的非共振态奇异粒子有相同的奇异数,如

奇异数

 

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