8.1:第一対称性-アイソスピン

興味深い対称性を示す最初の粒子は、実際には核子と陽子です。 彼らの質量は非常に近いです,

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これらの質量が強い相互作用によって生成されると仮定すると、ここでは対称性のヒント以上のものがあります。 それ以上の徴候はpionsから来る: 彼らは三つの電荷状態で来て、再び彼らの質量は非常に似ています,

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この対称性は、核子(\(p\)と\(n\))間の相互作用が電荷に依存せず、これらの粒子の核子特性にのみ依存するという発見によって強化されています–強い相互作用は1つの核子と1つのパイ中間子しか見ません。 明らかに、核子間とパイ中間子間の連続的な変換は対称性である。 (ウィグナーによって)提案された対称性は、同位体スピンまたはアイソスピンと呼ばれるスピン対称性のような内部対称性である。 これは同位体空間での抽象的な回転であり、同位体スピン\(I=1/2,1,3/2,\ldots\)と同様のタイプの状態につながります。 イソスピンの第三成分を次のように定義することができます

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ここで、\(B\)はバリオン数(\(n,p\)の場合は\(B=1\)、\(\pi\)の場合は\(0\))である。 私たちはこのように見つけます

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これらの粒子のエネルギー準位は、通常のスピンが磁力の下で分割されるように、磁力によって分割されることに注意してください。

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