Les premières particules présentant une symétrie intéressante sont en fait le nucléon et le proton. Leurs masses sont remarquablement proches,
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Si nous supposons que ces masses sont générées par l’interaction forte, il y a plus qu’un soupçon de symétrie ici. D’autres indications proviennent des pions: ils viennent dans trois états de charge, et une fois de plus leurs masses sont remarquablement similaires,
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Cette symétrie est renforcée par la découverte que les interactions entre les nucléons (\(p\) et \(n\)) sont indépendantes de la charge, elles ne dépendent que du caractère nucléonique de ces particules – les interactions fortes ne voient qu’un nucléon et un pion. Il est clair qu’une transformation continue entre les nucléons et entre les pions est une symétrie. La symétrie qui a été proposée (par Wigner) est une symétrie interne comme la symétrie de spin appelée spin isotopique ou isospine. C’est une rotation abstraite dans l’espace isotopique, et conduit à un type d’états similaire avec un spin isotopique \ (I = 1/2, 1, 3/2, \ldots\). On peut définir le troisième composant d’isospin comme
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où \(B\) est le nombre de baryons (\(B = 1\) pour \(n, p\), \(0\) pour \(\pi\)). On trouve ainsi
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Notez que les niveaux d’énergie de ces particules sont divisés par une force magnétique, car les spins ordinaires se divisent sous une force magnétique.
