Charmed baryon
चार्म्ड बेरियन यौगिक कणों की एक श्रेणी है जिसमें कम से कम एक आकर्षक क्वार्क से बने सभी बेरियन शामिल होते हैं। 1970 के दशक में उनके पहले अवलोकन के बाद से, बड़ी संख्या में अलग-अलग आकर्षक बेरियन राज्यों की पहचान की गई है। देखे गए आकर्षक बेरियन में द्रव्यमान और के बीच होता है। 2002 में, फर्मीलैब में स्थित सेलेक्स सहयोग ने ~ के द्रव्यमान के साथ एक दोगुने आकर्षक बेरियन () के साक्ष्य प्रकाशित किए, जिसमें दो आकर्षक क्वार्क शामिल थे, लेकिन अन्य प्रयोगों द्वारा अभी तक इसकी पुष्टि नहीं की गई है। एक ट्रिपल चार्म्ड बेरियन () की भविष्यवाणी की गई है लेकिन अभी तक नहीं देखा गया है। आकर्षक बेरियन का नामकरण क्वार्क सामग्री और आइसोस्पिन दोनों पर आधारित है। नामकरण कण डेटा समूह द्वारा स्थापित नियमों का पालन करता है। एक आकर्षक क्वार्क और दो ऊपर, एक ऊपर और एक नीचे, या दो नीचे क्वार्क से बने आकर्षक बेरियन को चार्म्ड लैम्बडास (, आइसोस्पिन 0), या चार्म्ड सिग्मा (, आइसोस्पिन 1) के रूप में जाना जाता है। आइसोस्पिन के आकर्षक बेरियन एक आकर्षक क्वार्क से बने होते हैं, और एक ऊपर या नीचे वाले क्वार्क को आकर्षक जिस () के रूप में जाना जाता है और सभी में आइसोस्पिन होता है। एक आकर्षक क्वार्क और बिना ऊपर या नीचे के क्वार्क से बने आकर्षक बेरियन को आकर्षक ओमेगास () कहा जाता है और सभी में आइसोस्पिन 0 होता है। दो आकर्षक क्वार्क और एक ऊपर या नीचे क्वार्क से बने आकर्षक बेरियन को डबल चार्म्ड जिस (Xis) कहा जाता है और सभी में आइसोस्पिन होता है। दो आकर्षक क्वार्कों और बिना ऊपर या नीचे वाले क्वार्कों से बने आकर्षक बेरियन को डबल चार्म्ड () कहा जाता है और सभी में आइसोस्पिन 0 होता है। तीन आकर्षक क्वार्कों से बने आकर्षक बेरियन को ट्रिपल चार्म्ड ओमेगास () कहा जाता है, और सभी में आइसोस्पिन 0 होता है। चार्ज को सुपरस्क्रिप्ट के साथ इंगित किया जाता है। भारी क्वार्क (नीचे, आकर्षण, या शीर्ष क्वार्क) सामग्री को सदस्यता द्वारा इंगित किया जाता है। उदाहरण के लिए, ए एक नीचे, एक आकर्षक क्वार्क से बना है, और यह आकर्षण (+ ई) और नीचे क्वार्क (-ई) के आवेश से अनुमान लगाया जा सकता है कि दूसरा क्वार्क एक ऊपर क्वार्क (+ ई) होना चाहिए। कभी-कभी तारांकन या अभाज्य का उपयोग अनुनाद को इंगित करने के लिए किया जाता है। गुण आकर्षक बेरियन के महत्वपूर्ण मापदंड, जिनका अध्ययन किया जाना है, में चार गुण होते हैं। वे सबसे पहले द्रव्यमान हैं, दूसरा मापने योग्य जीवनकाल वाले लोगों के लिए जीवनकाल, तीसरा आंतरिक चौड़ाई (वे कण जिनका जीवनकाल मापने के लिए बहुत कम है, वे मापने योग्य "चौड़ाई" रखते हैं या हाइजेनबर्ग के अनिश्चितता सिद्धांत के कारण द्रव्यमान में फैलते हैं), और अंत में उनके क्षय के तरीके। इनके मापों के संकलन कण डेटा समूह के प्रकाशनों में पाए जा सकते हैं। उत्पादन और पहचान चार्म्ड बेरियन उच्च-ऊर्जा कण टकरावों में बनते हैं, जैसे कि कण त्वरक द्वारा उत्पादित। उन्हें खोजने का सामान्य तरीका उनके क्षय उत्पादों का पता लगाना, यह पहचानना है कि वे कौन से कण हैं, और उनके संवेग को मापना है। यदि सभी क्षय उत्पादों को पाया जाता है और सही ढंग से मापा जाता है, तो मूल कण के द्रव्यमान की गणना की जा सकती है। एक उदाहरण के रूप में, का एक पसंदीदा क्षय एक प्रोटॉन, एक केओन और एक पायोन में होता है। इन (बल्कि स्थिर) कणों के संवेग को डिटेक्टर द्वारा मापा जाता है और सही सापेक्ष समीकरणों का उपयोग करके चार-संवेग के सामान्य नियमों का उपयोग करके, यह मूल कण के द्रव्यमान का एक माप देता है। कण टकराव में, प्रोटॉन, केऑन और पियॉन सभी आमतौर पर उत्पादित होते हैं, और इन संयोजनों का केवल एक अंश एक आकर्षक बेरियन से आया होगा। इस प्रकार, ऐसे कई संयोजनों को मापना महत्वपूर्ण है। गणना किए गए मूल द्रव्यमान के एक भूखंड में तब द्रव्यमान पर एक शिखर होगा, लेकिन यह एक चिकनी "चरण स्थान" पृष्ठभूमि के अलावा है। शिखर की चौड़ाई डिटेक्टर के रिज़ॉल्यूशन द्वारा नियंत्रित की जाएगी, बशर्ते कि आकर्षक बेरियन यथोचित रूप से स्थिर हो (जैसे कि जिसका जीवनकाल लगभग हो)। अन्य, आकर्षक बेरियन की उच्च अवस्थाएँ, जो मजबूत अंतःक्रिया से क्षय होती हैं, आमतौर पर बड़ी आंतरिक चौड़ाई होती हैं। यह शिखर को पृष्ठभूमि संयोजनों के खिलाफ कम निश्चित रूप से खड़ा करता है। इस विधि द्वारा कणों के पहले अवलोकन कुख्यात रूप से कठिन हैं-सांख्यिकीय उतार-चढ़ाव या गलत "शिखर" उत्पन्न करने वाले प्रभावों की अति उत्साही व्याख्या का मतलब है कि कई प्रकाशित परिणाम बाद में गलत पाए गए। हालाँकि, वर्षों से अधिक प्रयोगों द्वारा एकत्र किए गए अधिक आंकड़ों के साथ, आकर्षक बेरियन अवस्थाओं की स्पेक्ट्रोस्कोपी अब एक परिपक्व स्तर पर पहुँच गई है। आकर्षक लैम्ब्डा + इतिहास पहली आकर्षक बेरियन की खोज की गई थी। यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है कि कण को पहली बार कब देखा गया था; ऐसे कई प्रयोग थे जिन्होंने 1975 में शुरू होने वाले राज्य के लिए साक्ष्य प्रकाशित किए थे, लेकिन रिपोर्ट किए गए द्रव्यमान अक्सर अब ज्ञात मूल्य से कम थे। तब से, कई प्रयोगों में उत्पादित और अध्ययन किया गया है, विशेष रूप से निश्चित-लक्ष्य प्रयोगों (जैसे फोकस और सेलेक्स) और बी-कारखानों (एआरजीयूएस, सीएलईओ, बाबर और बेल)। द्रव्यमान निश्चित द्रव्यमान माप बाबर प्रयोग द्वारा किया गया है, जिसने एक छोटी सी अनिश्चितता के साथ द्रव्यमान की सूचना दी। इसे संदर्भ में रखने के लिए, यह एक प्रोटॉन की तुलना में दोगुने से अधिक भारी है। अतिरिक्त द्रव्यमान को आसानी से आकर्षण क्वार्क के बड़े घटक द्रव्यमान द्वारा समझाया जाता है, जो अपने आप में प्रोटॉन से अधिक है। जीवनकाल इसका जीवनकाल लगभग ठीक 0.2 पिकोसेकंड मापा जाता है। यह उन कणों के लिए एक विशिष्ट जीवनकाल है जो बड़े उपलब्ध चरण स्थान को ध्यान में रखते हुए कमजोर अंतःक्रिया के माध्यम से क्षय होते हैं। जीवनकाल मापन में कई प्रयोगों, विशेष रूप से फोकस, सेलेक्स और सी. एल. ई. ओ. का योगदान है। क्षय कमजोर क्षय के नियमों के अनुसार विभिन्न अंतिम अवस्थाओं की एक भीड़ में क्षय होता है। प्रोटॉन, केओन और पायोन (उनमें से प्रत्येक आवेशित) में क्षय प्रयोग करने वालों के लिए एक पसंदीदा है क्योंकि इसका पता लगाना विशेष रूप से आसान है। यह सभी क्षयों का लगभग 5 प्रतिशत है; लगभग 30 अलग-अलग क्षय विधियों को मापा गया है। इन शाखा अनुपातों का अध्ययन सिद्धांतकारों को क्षय में योगदान देने वाले विभिन्न मौलिक आरेखों को अलग करने में सक्षम बनाता है और यह कमजोर अंतःक्रिया भौतिकी पर एक खिड़की है। कक्षीय उत्तेजना क्वार्क मॉडल, क्वांटम यांत्रिकी के साथ मिलकर भविष्यवाणी करता है कि कणों की कक्षीय उत्तेजनाएँ होनी चाहिए। इन अवस्थाओं में सबसे निचला स्तर वे हैं जहां दो प्रकाश क्वार्क (ऊपर और नीचे) एक स्पिन-0 अवस्था में जुड़ते हैं, कक्षीय कोणीय संवेग की एक इकाई जोड़ी जाती है, और यह आकर्षक क्वार्क के आंतरिक स्पिन के साथ मिलकर कणों की एक जोड़ी बनाता है। इनमें से उच्चतर (2625) की खोज 1993 में ए. आर. जी. यू. एस. द्वारा की गई थी। शुरू में यह स्पष्ट नहीं था कि किस राज्य की खोज की गई थी, लेकिन बाद में सी. एल. ई. ओ. द्वारा निचले राज्य (2593) की खोज ने स्थिति को स्पष्ट कर दिया। क्षय विधि, द्रव्यमान, मापी गई चौड़ाई, और एक आवेशित और एक तटस्थ पायोन के बजाय दो आवेशित पायोन के माध्यम से क्षय, सभी अवस्थाओं की पहचान की पुष्टि करते हैं। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, आकर्षक सिग्मा कण, कणों की तरह, एक आकर्षक क्वार्क और दो प्रकाश ऊपर, नीचे, अजीब) क्वार्क होते हैं। हालांकि, कणों में आइसोस्पिन 1 होता है। यह कहने के बराबर है कि वे तीन आवेशित अवस्थाओं में मौजूद हो सकते हैं, दोहरी आवेशित, एकल आवेशित और तटस्थ। स्थिति सीधे तौर पर अजीब बेरियन नामकरण के अनुरूप है। जमीन की स्थिति (यानी, बिना किसी कक्षीय कोणीय संवेग के) बेरियन को भी इस प्रकार चित्रित किया जा सकता है। प्रत्येक क्वार्क एक स्पिन 1/2 कण है। स्पिन को ऊपर या नीचे इंगित किया जा सकता है। जमीनी अवस्था में, दो हल्के क्वार्क शून्य स्पिन डाइक्वार्क देने के लिए ऊपर-नीचे की ओर इशारा करते हैं। यह फिर एक स्पिन 1/2 कण देने के लिए आकर्षक क्वार्क के साथ जुड़ता है। में, दो हल्के क्वार्क एक स्पिन 1 डाइक्वार्क देने के लिए गठबंधन करते हैं, जो फिर आकर्षण क्वार्क के साथ मिलकर या तो एक स्पिन 1/2 कण, या एक स्पिन 3/2 कण (आमतौर पर ए के रूप में जाना जाता है) देता है। यह क्वांटम यांत्रिकी के नियम हैं जो ए के लिए केवल तीन अलग-अलग क्वार्कों (यानी कुड क्वार्क) के साथ अस्तित्व संभव बनाते हैं, जबकि क्यूयू, कुड या सीडीडी (इस प्रकार तीन अलग-अलग आवेश) के रूप में मौजूद हो सकते हैं। सभी कण प्रबल बल से क्षय हो जाते हैं। आमतौर पर इसका मतलब है कि एक पायोन का उत्सर्जन क्योंकि यह तुलनात्मक रूप से स्थिर हो जाता है। इस प्रकार उनके द्रव्यमान को आमतौर पर सीधे नहीं मापा जाता है, लेकिन उनके द्रव्यमान अंतर, m () − m () के संदर्भ में मापा जाता है। यह द्रव्यमान के निरपेक्ष मूल्य की तुलना में सटीक रूप से मापना प्रयोगात्मक रूप से आसान है, और सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी करना आसान है। (2455) इतिहास और द्रव्यमान सबसे कम द्रव्यमान को कण डेटा समूह द्वारा "2455" नाम दिया गया था, उनकी परंपरा का उपयोग करते हुए कि दृढ़ता से क्षय करने वाले कणों को उनके द्रव्यमान के एक मोटे मूल्य से जाना जाता है। आकर्षक बेरियन अध्ययन के शुरुआती दिनों से इसकी खोज की जा रही थी। बुलबुला कक्षों में अलग-अलग घटनाओं को कई बार प्रयोगों द्वारा कणों के प्रमाण के रूप में बताया गया था, लेकिन यह स्पष्ट नहीं है कि इस तरह की एक घटना को अनुनाद के प्रमाण के रूप में कैसे इस्तेमाल किया जा सकता है। 1979 की शुरुआत में, कोलंबिया-ब्रूखेवन सहयोग से दोगुने आवेशित राज्य के उचित प्रमाण थे। 1987-89 में, बहुत बड़े आंकड़ों के साथ प्रयोगों की एक श्रृंखला (फर्मीलैब, ए. आर. जी. यू. एस. और सी. एल. ई. ओ. में ई-400) ने दोगुने आवेशित और तटस्थ दोनों अवस्थाओं के लिए स्पष्ट प्रमाण पाए (हालांकि ई-400 तटस्थ अवस्था एक गलत संकेत साबित हुई)। यह स्पष्ट हो गया कि द्रव्यमान अंतर m () − m () लगभग है। एकल-आवेशित अवस्था का पता लगाना कठिन था, इसलिए नहीं कि इसका उत्पादन करना कठिन है, बल्कि केवल इसलिए कि अधिकांश कण डिटेक्टरों द्वारा पता लगाने पर एक तटस्थ पायोन के माध्यम से इसके क्षय में अधिक पृष्ठभूमि और निम्नतर संकल्प होता है। सी. एल. ई. ओ. द्वारा 1993 तक यह नहीं पाया गया था (एक भी घटना की रिपोर्ट को छोड़कर)। इसकी आंतरिक चौड़ाई सबसे मजबूत क्षय के मानक से छोटी है, लेकिन अब कम से कम तटस्थ और दोगुनी आवेशित अवस्थाओं के लिए, सी. एल. ई. ओ. और एफ. ओ. सी. यू. एस. डिटेक्टरों द्वारा मापा गया है। द्रव्यमान में अगली अवस्था स्पिन अवस्था है, जिसे आमतौर पर या (2520) के रूप में जाना जाता है। ये स्पष्ट रूप से उनके क्षय के अतिरिक्त चरण स्थान के कारण "व्यापक" होने जा रहे हैं, जो (2455) की तरह एक पायोन प्लस एक ग्राउंड-स्टेट के लिए है। पुनः, उत्पन्न होने वाले बड़ी संख्या में जोड़े के ऊपर एक संकेत का दावा करने के लिए बड़े आँकड़े आवश्यक हैं। फिर से, तटस्थ और दोगुना आवेशित अवस्थाओं का पता लगाना प्रयोगात्मक रूप से आसान है, और इनकी खोज 1997 में सी. एल. ई. ओ. सहयोग द्वारा की गई थी। एकल प्रभारित राज्य को 2001 तक इंतजार करना पड़ा जब तक कि उन्होंने अधिक डेटा एकत्र नहीं किया था। इतिहास और द्रव्यमान मानक क्वार्क मॉडल में, एक सी. एस. यू. क्वार्क संयोजन शामिल है और इसमें एक सी. एस. डी. क्वार्क संयोजन शामिल है। दोनों कण कमजोर अंतःक्रिया के माध्यम से क्षय होते हैं। इसका पहला अवलोकन 1983 में सी. ई. आर. एन. में काम करने वाले डब्ल्यू. ए. 62 सहयोग द्वारा किया गया था। उन्होंने क्षय मोड में द्रव्यमान पर एक महत्वपूर्ण शिखर पाया। द्रव्यमान के लिए वर्तमान मूल्य 6 प्रयोगों के औसत से लिया गया है, और है। इसकी खोज 1989 में सी. एल. ई. ओ. द्वारा की गई थी, जिन्होंने के द्रव्यमान के साथ के क्षय मोड में एक शिखर को मापा था। स्वीकृत मूल्य है। आश्चर्यजनक रूप से, चार कमजोर रूप से क्षय हो रहे, एकल रूप से आकर्षक बेरियन, (सी. एस. एस. क्वार्क संयोजन) की खोज की गई और सबसे कम मापा गया। इसका इतिहास अस्पष्ट है। कुछ लेखकों का दावा है कि 1985 में सी. ई. आर. एन. में देखी गई तीन घटनाओं का एक समूह एक संकेत था, लेकिन अब इसे इसके गलत द्रव्यमान के आधार पर बाहर रखा जा सकता है। ए. आर. जी. यू. एस. प्रयोग ने 1993 में एक संभावित संकेत के रूप में एक छोटे से शिखर को प्रकाशित किया, लेकिन अब इसे क्रॉस-सेक्शन आधार पर बाहर रखा जा सकता है, क्योंकि कई प्रयोगों ने ए. आर. जी. यू. एस. के समान वातावरण में कई और टकरावों के साथ काम किया है। फर्मीलैब में ई-687 प्रयोग ने दो शोध पत्र प्रकाशित किए, एक 1993 में और दूसरा 1994 में। पहले वाले ने क्षय मोड में सीमांत महत्व का एक छोटा सा शिखर दिखाया, और क्षय मोड में एक बड़ा, स्पष्ट रूप से मजबूत संकेत दिखाया। इस बाद के अवलोकन को कण डेटा समूह द्वारा मान्य माना जाता है, लेकिन तेजी से अजीब लगता है कि इस क्षय मोड को अन्य प्रयोगों द्वारा नहीं देखा गया है। सी. एल. ई. ओ. प्रयोग ने तब विभिन्न प्रकार के क्षय मोड और 40 घटनाओं के द्रव्यमान के योग में 40 घटनाओं का शिखर दिखाया। तब से, दो प्रयोगों, बाबर और बेले ने बहुत अधिक डेटा लिया है, और सी. एल. ई. ओ. मान के समान द्रव्यमान पर बहुत मजबूत संकेत दिखाए हैं। हालाँकि, दोनों में से किसी ने भी अनिश्चितता के साथ एक द्रव्यमान को उद्धृत करने में सक्षम होने के लिए आवश्यक अध्ययन नहीं किए हैं। इसलिए, हालांकि इसमें कोई संदेह नहीं है कि कण की खोज की गई है, लेकिन इसके द्रव्यमान का कोई निश्चित माप नहीं है। बेरियन परमाणु भौतिकी