Сигма-гипероны

Си́гма-гиперо́ны (Σ-гипероны) — элементарные частицы, представляющие собой барионы со странностью −1 и изотопическим спином 1, не содержащие валентных c-, b- или t-кварков. Они группируются в мультиплеты по три частицы: сигма-минус-гиперон Σ⁻, сигма-ноль-гиперон Σ⁰, сигма-плюс-гиперон Σ⁺. В состав Σ-гиперонов входят ровно два кварка первого поколения (верхние u и/или нижние d) и ровно один странный кварк (s); у нейтрального Λ-гиперона такой же кварковый состав, как у Σ⁰-гиперона (uds), но нулевой изоспин. Σ-гипероны относятся к более широкой группе Σ-барионов, которые классифицируются как барионы с изоспином 1, содержащие два кварка первого поколения (u- и/или d-кварки) и ровно один кварк второго или третьего поколений — s-, c-, b- или t-кварк. В основном состоянии все сигма-гипероны (Σ⁺, Σ⁰ и Σ⁻) имеют спин 1/2, но в возбуждённых состояниях их спин может быть больше (известны сигма-гиперонные резонансы со спином 1/2, 3/2, 5/2 и 7/2). Чётность в основном состоянии положительна, в возбуждённых состояниях может быть как положительна, так и отрицательна. У анти-сигма-гиперонов (Σ⁺, Σ⁰ и Σ⁻) электрический заряд, изоспин и странность противоположны соответствующим частицам (Σ⁺, Σ⁰ и Σ⁻). Следует отметить, что Σ⁺ и Σ⁻ не являются античастицами друг для друга; например, их массы различаются на 8 МэВ, а время жизни Σ⁻ почти вдвое больше, чем Σ⁺.

Характеристики сигма-гиперонов

Частица	Кварковый состав	Масса, МэВ	I	JP	Q	S	c	b	t	Магнитный момент, μN	Среднее время жизни, с	Основные моды распада и коэффициент ветвления
Σ+	uus	1189,37 ± 0,07	1	1⁄2+	+1	−1	0	0	0	2,458 ± 0,010	(8,018 ± 0,026)⋅10−11	p + π0 (51,57 ± 0,30 %) n + π+ (48,31 ± 0,30 %)
Σ0	uds	1192,642 ± 0,024	1	1⁄2+	0	−1	0	0	0	—	(7,4 ± 0,7)⋅10−20	Λ0 + γ (~100%) Λ0 + e+ + e− (~0,5%)
Σ−	dds	1197,449 ± 0,030	1	1⁄2+	−1	−1	0	0	0	−1,160 ± 0,025	(1,479 ± 0,011)⋅10−10	n + π− (99,848 ± 0,005%)

В таблице приведены данные для сигма-гиперонов в основных состояниях. Зарегистрирован также ряд возбуждённых состояний (резонансов): Σ(1385)³⁄₂⁺, Σ(1660)¹⁄₂⁺, Σ(1670)³⁄₂⁻, Σ(1750)¹⁄₂⁻, Σ(1775)⁵⁄₂⁻, Σ(1910)³⁄₂⁻, Σ(1915)⁵⁄₂⁺, Σ(2030)⁷⁄₂⁺ и некоторые менее изученные с массой вплоть до 3170 МэВ. В этой схеме обозначений в скобках после символа Σ указана средняя масса мультиплета в мегаэлектронвольтах с округлением до 5 МэВ, вслед за скобками — спин и чётность; основное состояние сигма-гиперонов в этой схеме будет записываться как Σ(1195)¹⁄₂⁺, хотя обычно её применяют лишь к резонансам (частицам, испытывающим распад через сильное взаимодействие и поэтому значительно более короткоживущим, чем частицы, распадающиеся через электромагнитное и слабое взаимодействие).

Ссылки

• Ишханов Б. С., Кэбин Э. И. Сигма-гипероны (рус.). Шпаргалка для отличника. Частицы и ядра. msu.ru. Дата обращения: 23 июля 2011.

• Summary Tables: Baryons // Workman R. L. et al. (Particle Data Group). 2022 Review of Particle Properties. Prog. Theor. Exp. Phys. 2022, 083C01 (2022)