델타 중입자

델타 중입자(영어: Delta baryon 또는 Δ 중입자)는 위 쿼크나 아래 쿼크(u 또는 d 쿼크) 셋으로 이뤄진 아원자 입자 족이다.

Δ 중입자와 관련된 것이 넷 있다:
Δ++
(쿼크 구성: uuu),
Δ+
(uud),
Δ0
(udd), 그리고
Δ−
(ddd), 각각 전하가 +2 e, +1 e, 0 e, 그리고 −1 e이다. Δ 중입자는 질량이 약 1232 MeV/c²이고, 스핀은 3⁄2이며, 아이소스핀은 3⁄2이다. 반면 일반적인 양성자와 중성자(핵자 (기호: N))는 질량이 939 MeV/c²이고, 스핀은 1⁄2이며, 아이소스핀은 1⁄2이다.
Δ+
(uud) 와
Δ0
(udd) 입자는 각각 더 질량이 큰 들뜬 양성자 (
N+
, uud)와 중성자 (
N0
, udd)이다. 하지만
Δ++
와
Δ−
는 유사한 핵자가 없다.

이 상태는 1950년 중반에 시카고 대학교의 사이클로트론^[1]과 카네기 멜런 대학교의 싱크로사이클로트론^[2]에서 수소 표적에 가속된 파이온+를 사용해 실험적으로 발견되었다. 특수하게 +2의 전하를 지니는
Δ++
의 존재는 쿼크 모형의 발전에 중요한 단서가 되었다.

여기서 다뤄진 델타 상태는 양성자와 중성자의 가장 작은 질량을 가진 들뜬 양자이다. 더 큰 질량에서는 다른 델타 상태가 나타나고, 모두 아이소스핀은 3⁄2 단위를 가지지만, 스핀 양자수는 1⁄2, 3⁄2, 5⁄2, ... 11⁄2를 포함한다. 이 모든 상태들의 전체 속성 목록은 참고 문헌에서 찾을 수 있다.^[3].

반대 전하를 가지고 대응하는 반 쿼크로 이루어진 반 델타 상태 가 존재한다.

생성과 붕괴

델타 상태는 양성자나 파이온과 같은 에너지가 충분한 입자가 양성자나 중성자에 충돌할 때나 에너지가 충분한 중성자 쌍이 충돌할 때 생성된다.

All of the Δ 중입자는 모두 질량이 1232 MeV 정도로 강력을 통해 핵자(양성자나 중성자)와 적절한 전하를 가진 파이온으로 붕괴한다. 가능한 마지막 전하 상태의 상대적인 확률은 그 상대적인 아이소스핀 결합 상수에 의해 주어진다.
Δ+
는 더 드물고 더 느리게 양성자와 광자로 붕괴하고
Δ0
는 중성자와 광자로 붕괴한다.

목록

델타 중입자
입자 이름	기호	쿼크 구성	질량 (MeV/c²)	I₃	J^P	Q(e)	평균 수명(s)	일반적인 붕괴 입자
델타^[3]	Δ++ (1232)	u u u	1,232 ± 2	+3⁄2	3⁄2⁺	+2	(5.63±0.14)×10⁻²⁴^{^[a]}	p+ + π+
델타^[3]	Δ+ (1232)	u u d	1,232 ± 2	+1⁄2	3⁄2⁺	+1	(5.63±0.14)×10⁻²⁴^{^[a]}	π+ + n0 , or π0 + p+
델타^[3]	Δ0 (1232)	u d d	1,232 ± 2	−1⁄2	3⁄2⁺	0	(5.63±0.14)×10⁻²⁴^{^[a]}	π0 + n0 , or π− + p+
델타^[3]	Δ− (1232)	d d d	1,232 ± 2	−3⁄2	3⁄2⁺	−1	(5.63±0.14)×10⁻²⁴^{^[a]}	π− + n0

^[a] ^ PDG는 공명폭 (Γ)을 발표했다. 여기에서는 그 대신 변환값 ${\textstyle \tau ={\frac {\hbar }{\Gamma }}}$ 을 기술했다.

각주

↑ H. L. Anderson, E. Fermi, E. A. Long, and D. E. Nagle, “Total Cross Sections of Positive Pions in Hydrogen.” Phys. Rev., 85, 936 (1952). and ibid. p. 934.
↑ J. Ashkin et al., “Pion Proton Scattering at 150 and 170 MeV.” Phys. Rev., 101, 1149 (1956).
↑ ^가 ^나 ^다 ^라 ^마 J. Beringer et al. (2013): Particle listings –
Δ
(1232)

서지학

C. Amsler et al. (Particle Data Group) (2008). “Review of Particle Physics”. 《Physics Letters B》 667 (1): 1. Bibcode:2008PhLB..667....1A. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018.

[1] H. L. Anderson, E. Fermi, E. A. Long, and D. E. Nagle, “Total Cross Sections of Positive Pions in Hydrogen.” Phys. Rev., 85, 936 (1952). and ibid. p. 934.

[2] J. Ashkin et al., “Pion Proton Scattering at 150 and 170 MeV.” Phys. Rev., 101, 1149 (1956).

[PDGDelta-3] 가 ^나 ^다 ^라 ^마 J. Beringer et al. (2013): Particle listings –
Δ
(1232)

[1]

[2]

[3]

[a]