ГИПЕРО́НЫ

ГИПЕРО́НЫ (от греч. ὑπέρ – сверх, вы­ше), силь­но­взаи­мо­дей­ст­вую­щие эле­мен­тар­ные час­ти­цы; вме­сте с ну­кло­на­ми (в т. ч. ну­клон­ны­ми ре­зо­нан­са­ми) со­став­ля­ют се­мей­ст­во ба­рио­нов. Г. тя­же­лее про­то­на и ней­тро­на; лег­чай­ший Г. ($Λ$) име­ет мас­су $m≈1116$ МэВ. Сре­ди кван­то­вых чи­сел, ха­рак­те­ри­зую­щих Г. (стран­ность $S$, оча­ро­ва­ние $C$, кра­со­та $\mathscr B$), хо­тя бы од­но от­лич­но от ну­ля. Ка­ж­до­му Г. со­от­вет­ст­ву­ет своя ан­ти­час­ти­ца – ан­ти­ги­пе­рон. Г. ха­рак­те­ри­зу­ют­ся так­же ба­ри­он­ным за­ря­дом $B$ ($B=+1$ для Г. и $B=–1$ для ан­ти­ги­пе­ро­на), элек­трич. за­ря­дом $Q$, чёт­но­стью $P$, спи­ном $J$, изо­то­пич. спи­ном $I$. Элек­трич. за­ряд Г. свя­зан с его кван­то­вы­ми чис­ла­ми фор­му­лой Гелл-Ма­на – Ни­шид­жи­мы: $Q=I_3+B/2+(S+C+\mathscr B)/2$, где $I_3$ – тре­тья про­ек­ция изо­то­пи­че­ско­го спи­на. Г. с оди­на­ко­вы­ми зна­че­ния­ми $S, C,\mathscr B, P, J, I$ груп­пи­ру­ют­ся, ана­ло­гич­но ну­кло­нам, в изо­то­пи­че­ские муль­ти­пле­ты, от­ве­чаю­щие груп­пе изо­то­пич. сим­мет­рии $SU(2)$. Ну­клон­ные и ги­пе­рон­ные изо­то­пич. муль­ти­пле­ты для удоб­ст­ва клас­си­фи­ка­ции час­то объ­е­ди­ня­ют в бо­лее ши­ро­кие муль­ти­пле­ты, от­ве­чаю­щие груп­пам бо­лее вы­со­кой сим­мет­рии $SU_F(3)$ и $SU_F(4)$.

Пер­вый Г. ($Λ^0$) от­крыт в кос­мич. лу­чах в 1951. Позд­нее бы­ло экс­пе­ри­мен­таль­но ус­та­нов­ле­но су­ще­ст­во­ва­ние не­сколь­ких де­сят­ков Г.; все они, по совр. пред­став­ле­ни­ям, со­сто­ят из трёх квар­ков, при­чём в их со­ста­ве обя­за­тель­но при­сут­ст­ву­ет хо­тя бы один $s$-, $c$- или $b$-кварк. При­ня­ты сле­дую­щие на­име­но­ва­ния Г.: $Ω$-ги­пе­рон не со­дер­жит лёг­ких квар­ков ($u$, $d$); $Ξ$-ги­пе­рон со­дер­жит один лёг­кий кварк; $Σ$-гиперон со­дер­жит два лёг­ких квар­ка, $I=1$; $Λ$-ги­пе­рон со­дер­жит два лёг­ких квар­ка, $I=0$. Ус­пеш­ное тео­ре­тич. пред­ска­за­ние су­ще­ст­во­ва­ния $Ω^–$-ги­пе­ро­на с квар­ко­вым со­ста­вом ($sss$) яви­лось од­ним из важ­ней­ших ре­зуль­та­тов квар­ко­вой мо­де­ли строе­ния ад­ро­нов.

Все Г. не­ста­биль­ны и рас­па­да­ют­ся ли­бо за счёт силь­но­го взаи­мо­дей­ст­вия (та­кие Г. час­то на­зы­ва­ют ги­пе­рон­ны­ми ре­зо­нан­са­ми, их ха­рак­тер­ное вре­мя жиз­ни $τ$ по­ряд­ка 10^–23 с), ли­бо за счёт элек­тро­маг­нит­но­го взаи­мо­дей­ст­вия (напр., $Σ^0$-ги­пе­рон, $τ≈7·10^{–20}$ с), ли­бо за счёт толь­ко сла­бо­го взаи­мо­дей­ст­вия, ес­ли силь­ный и элек­тро­маг­нит­ный рас­па­ды за­пре­ще­ны за­ко­на­ми со­хра­не­ния. В по­след­нем слу­чае ха­рак­тер­ное вре­мя жиз­ни Г. (по­ряд­ка 10^–10 с) ока­зы­ва­ет­ся ано­маль­но боль­шим по срав­не­нию с ядер­ным вре­ме­нем (напр., в слу­чае рас­па­да $Ξ^0$-ги­пе­ро­на $τ≈2,9·10^{–10}$ с); та­кие Г. час­то на­зы­ва­ют ква­зи­ста­биль­ны­ми.