באריוני דלתא הם משפחה של חלקיקים תת-אטומיים, המורכבים משלושה קווארקים: קווארק למעלה (u) או קווארק למטה (d). קיימים ארבעה באריוני דלתא קרובים אחד לשני: ++Δ (מורכב מהקווארקים uuu), Δ+ (מורכב מ- uud), Δ0 (מורכב מ- udd), ו- -Δ (מורכב מ- ddd). באריונים אלו נושאים בהתאמה מטען חשמלי של -1 e, 0 e, +1 e, +2 e. לבאריוני דלתא מסה של 1232 MeV/c2, ספין 3/2 ואיזוספין 3/2. חלקיקי ה- +Δ (uud) וה- Δ0 (udd) הם העירור בעל המסה הגבוהה יותר של הפרוטון (N+, uud) והנייטרון (udd,N0) בהתאמה. למרות זאת, ל- ++Δ ול- -Δ אין נוקלאונים תואמים באופן ישיר.
המצבים בוססו בניסויים שנערכו בציקלוטרון שבאוניברסיטת שיקגו ובסינכרו-ציקלוטרון שבמכון הטכנולוגי קרנגי מלון שבפיטסבורג באמצע שנות החמישים, תוך שימוש בפאיונים חיוביים מואצים על יעדי מימן. [1] [2]קיומו של ה- ++Δ, עם מטענו יוצא הדופן, היווה רמז מכריע בפיתוח מודל הקווארק.
מצבי באריוני הדלתא המוזכרים כאן הם רק העירורים הקוונטיים בעלי המסה הנמוכה ביותר של הפרוטון והנייטרון. במסות גדולות יותר, מופיעים מצבי דלתא נוספים, כולם בעלי איזו-ספין 3/2, אך עם מספרי ספין קוונטי של 1/2, 3/2, 5/2..... 11/2. בנוסף, קיימים אנטי- חלקיקי דלתא עם מטען מנוגד, המורכבים מאנטי- קווארקים תואמים.[3]
היווצרות ודעיכה
מצבי הדלתא נוצרים כאשר חלקיק כגון פוטון או פאיון בעלי אנרגיה מספקת פוגע בפרוטון או נייטרון, או על ידי התנגשות של צמד נוקלאונים בעלי אנרגיה מספקת.
כל באריוני הדלתא שמסתם סביב 1232 MeV דועכים במהירות באמצעות הכוח החזק לנוקלאון (פרוטון או נייטרון) ולפאיון עם מטען הולם. ההסתברויות היחסיות של המטענים הסופיים האפשריים מתקבלות על ידי צימוד האיזוספין התואם להם. באופן נדיר יותר ואיטי יותר, ה- +Δ מסוגל לדעוך לפרוטון ולפוטון וה- Δ0 מסוגל לדעוך לנייטרון ולפוטון.[4]
| באריון דלתא
|
| שם החלקיק
|
סימון
|
קווארקים מרכיבים
|
מסהs
(MeV/c2)
|
I−3
|
JP
|
Q (e)
|
S
|
C
|
B′
|
T
|
תוחלת החיים
(s)
|
לרב דועך ל..
|
| דלתא
|
++Δ
(1232)
|
u
u
u
|
1232±2
|
+3⁄2
|
3⁄2+
|
+2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
(5.63±0.14)×10−24[a]
|
p+
+
π+
|
| דלתא
|
+Δ
(1232)
|
u
u
d
|
1232±2
|
+1⁄2
|
3⁄2+
|
+1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
(5.63±0.14)×10−24[a]
|
π+
+
n0
, או
π0
+
p+
|
| דלתא
|
Δ0
(1232)
|
u
d
d
|
1232±2
|
−1⁄2
|
3⁄2+
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
(5.63±0.14)×10−24[a]
|
π0
+
n0
, או
π−
+
p+
|
| דלתא
|
-Δ
(1232)
|
d
d
d
|
1232±2
|
−3⁄2
|
3⁄2+
|
−1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
(5.63±0.14)×10−24[a]
|
π−
+
n0
|
הערות שוליים
- ^ Anderson, H. L.; Fermi, E.; Long, E. A.; Nagle, D. E. (1 March 1952). "Total Cross Sections of Positive Pions in Hydrogen". Physical Review. 85 (5): 936.
- ^ Hahn, T. M.; Snyder, C. W.; Willard, H. B.; Bair, J. K.; Klema, E. D.; Kington, J. D.; Green, F. P. (1 March 1952). "Neutrons and Gamma-Rays from the Proton Bombardment of Beryllium". Physical Review. 85 (5): 934.
- ^ Ashkin, J.; Blaser, J. P.; Feiner, F.; Stern, M. O. (1 February 1956). "Pion-Proton Scattering at 150 and 170 Mev". Physical Review. 101 (3): 1149–1158.
- ^ J. Beringer et al. (2013): Particle listings – Δ(1232)