Астрофизик Иванов Анатолий Григорьевич: Внутренние структуры гиперонов кси

           Внутренние структуры гиперонов кси 

  Гипероны Ξ⁰ и Ξ⁻ с массами покоя 1314,9 и 1321,3 МэВ имеют внутренние структуры, которые полностью идентичны внутренним структурам дельта частиц ∆⁰ и ∆⁻ соответственно.

       Астрофизик Иванов Анатолий Григорьевич

                           

                                  

  Частицы Ξ⁰ и Ξ⁻ состоят из нуклона и двух пионов, которые с релятивистскими скоростями двигаются по своим орбитам возле нуклона. Каналы распадов этих частиц свидетельствуют, что эти частицы имеют идентичные внутренние структуры с частицами ∆⁰ и ∆⁻ соответственно.

  Частица Ξ⁰ распадается согласно каналу   Ξ⁰ → Λ + π⁰. Из статьи автора «Лямбда гиперон и странные каоны», http://blog-astrofizika.blogspot.com/2018/03/blog-post_29.html

 известно, что лямбда гиперон представляет собой протон, возле которого по орбите радиусом 1,8Ф двигается с релятивистской скоростью отрицательно заряженный пион. По всей вероятности, частица Ξ⁰ состоит из нейтрона, по одну сторону от которого по орбитам с релятивистской скоростью двигаются два пиона разного знака заряда. Ближе к нейтрону располагается орбита положительно заряженного пиона. Это такая же внутренняя структура, как и внутренняя структура частицы ∆⁰. Положительно заряженный пион распадается согласно реакции π⁺ → е⁺ Vе  π⁰. Электронное нейтрино взаимодействует с нейтроном и превращает его в протон согласно реакции п + Vе →р + е⁻. Электрон и позитрон аннигилируют. Появившийся протон образует лямбда гиперон с отрицательно заряженным пионом, который успевает потерять часть своей релятивистской массы и увеличивает радиус своей орбиты. Нейтральный пион тоже покидает нейтральный гиперон кси. Гиперон Ξ⁰ с массой покоя 1314,9 Мэв изображён на рисунке 1.

                  

             

       Рисунок 1. Гиперон Ξ⁰ с массой покоя 1314,9 МэВ.

     В этой частице релятивистские массы пионов равны 187,67МэВ. Релятивистские скорости движения пионов по орбитам равны 2,01·10⁸м/с. Радиусы орбит равны 1,57Ф.     

Гиперон кси, Ξ⁻ состоит из протона, по обе стороны от которого с релятивистской скоростью двигаются по орбитам по одному отрицательно заряженному пиону. Этот гиперон распадается согласно каналу Ξ⁻ → Λ  π⁻. В кси гиперонах релятивистские массы пионов больше релятивистских масс пионов в частицах дельта. Это позволяет одному из отрицательно заряженных пионов при потерях энергии на излучение и увеличении радиуса орбит образовать с протоном лямбда гиперон. А другой отрицательно заряженный пион улетает прочь. Гиперон Ξ⁻ с массой покоя 1321,3 МэВ изображён на рисунке 2.

                   

          

         Рисунок 2. Гиперон Ξ⁻ с массой покоя 1321,3 МэВ

      Релятивистские массы пионов равны 191,6МэВ. Релятивистские скорости движения пионов по орбитам равны 2,05·10⁸м/с. Радиусы орбит пионов равны 1,50Ф.

    Релятивистские массы пионов в обеих частицах кси составляют около 190 МэВ, поэтому эти гипероны живут намного дольше частиц дельта. Время жизни частиц Ξ⁰ и Ξ⁻ равны 2,9·10⁻¹⁰с и 1,63·10⁻¹⁰с соответственно.

    В классификации гиперонов, предлагаемой автором, гиперон Ξ⁰ обозначен как HN(π⁺,π⁻)(1315). Гиперон Ξ⁻ обозначен как HP(π⁻)(π⁻)(1321). О классификационной системе гиперонов шла речь в предыдущих статьях автора.

    Возникает естественный вопрос – если внутренние структуры частиц дельта и гиперонов кси идентичны, то почему не образуются гипероны Ξ⁺ и Ξ⁺⁺, которые имели бы массы покоя немного более 1300МэВ? Частицы ∆⁺⁺ с двумя положительными зарядами могут сформироваться только потому, что положительно заряженные пионы в них располагаются на значительном удалении друг от друга и от центра нейтрона, который тоже заряжен положительно. При увеличении их релятивистских масс и уменьшении радиусов их орбит расстояние до центра нейтрона уменьшится, и это не позволяет сформировать частицу кси с двумя положительными зарядами. А  если увеличить расстояние между плоскостями орбит пионов, то это нарушит взаимодействие орбитальных и спиновых магнитных моментов  положительно заряженных пионов и магнитного момента нейтрона.

  Что касается возможности образования гипотетического гиперона Ξ⁺ с массой покоя около 1300МэВ, то заставить положительно заряженный пион двигаться по орбите возле орбиты отрицательно заряженного пиона и образовать с протоном внутреннюю структуру, идентичную внутренней структуре частицы ∆⁺, можно. Но для этого нужно увеличить релятивистские массы обоих пионов, чтобы они достигали величин порядка 250 МэВ и больше.. В таком случае, это будет частица с большей массой покоя и намного меньшим временем жизни по сравнению с  временем жизни частиц Ξ⁰ и Ξ⁻. При ещё большем увеличении релятивистских масс пионов можно добиться того, что два положительно заряженных пиона на очень короткое время расположат свои орбиты по обе стороны от нейтрона. И тогда будет образована частица с большой массой покоя, которая будет иметь два положительных заряда. Но время её жизни будет ещё меньше. Об этом будет идти речь в следующих статьях.

  Известны пары нейтральных и отрицательно заряженных гиперонов кси с массами покоя по  1530 МэВ и 1690 МэВ. В этих частицах релятивистские массы пионов увеличиваются. Это приводит к уменьшению их времени жизни из-за увеличения потерь энергии на излучение пионами. В частице Ξ⁰ с массой покоя 1530 МэВ релятивистская масса каждого из двух пионов разного знака заряда равна 295,2 МэВ. Они двигаются по своим орбитам по одну сторону от нейтрона с релятивистской скоростью 2,74 ·10⁸м/с. Радиусы их орбит равны 0,73Ф.  О более массивных частицах, многие из которых ошибочно относят к классу частиц кси, будет идти речь в следующих статьях автора.

   В следующей статье будут раскрыты внутренние структуры частиц N⁺ с массами покоя от 1440 МэВ и более.

                       07. 04. 2014 года, город Чернигов.