Имеют ли барионы квантованные колебательные и вращательные состояния?

Учитывая, что барионы не являются точечными частицами, а состоят из трех кварков, существуют ли квантованные колебательные и вращательные состояния, аналогичные состояниям молекул?

Если нет, то почему, и если да, то существуют ли спектроскопически наблюдаемые переходы между такими состояниями?

Ответы (2)

Как вы думаете, Δ + или Δ 0 есть, если не возбужденный нуклон? (Чтобы убедиться, + + и − состояния не соответствуют непосредственно нуклону, потому что не существует разрешенного состояния с более низким спином с таким содержанием валентности.)

В чем я не уверен, так это в том, насколько эти возбуждения соответствуют тем, которые вы себе представляете. Они довольно хорошо соответствуют ядерному возбуждению.

Существуют также возбужденные состояния мезонов, такие как η ′ ( 958 ) .

Несколько человек упомянули (в комментариях и в другом ответе ), что первая энергия возбуждения сравнима с энергией связи, что сильно отличается от молекулярного случая, когда энергии возбуждения часто намного меньше, чем энергии связи.

Это примерно так.

Тем не менее, эти системы связаны сильным взаимодействием, поэтому они обладают свойством, которое может удивить людей, привыкших к атомной или молекулярной физике: они остаются связанными при любом разделении (пока не произойдет образование пары).

Протон имеет массу 938 М е В а дельты имеют массу 1232 М е В . Высшие резонансы той же валентности имеют массу 1600 , 1630 , 1700 , 1905 г. , 1910 г. , 1920 г. , 1930 г. , 1950 г. , 2420 М е В ... Которая, как мы видим, может в несколько раз превышать первоначальную массу системы!

хорошо, спасибо, так Δ + возбужденный протон и Δ 0 является возбужденным нейтроном. Я должен буду прочитать больше об этом. Я больше из области химии и никогда не знал этого.
Для различного содержания валентных кварков ( ты ты д , ты д д , ты д с и так далее) вы можете найти пример с самой низкой энергией и несколько примеров с более высокой энергией. Пример с более высокой энергией представляет собой возбуждение системы с более низкой энергией, но они будут больше похожи на возбуждения отдельных атомов, чем на геометрически сложные возбуждения нетривиальных молекул (без изгиба, когда бензольные кольца сходятся вместе).
Можно добавить, что для систем, связанных сильным взаимодействием, энергетический зазор между основным состоянием и первым возбужденным состоянием имеет тот же порядок величины, что и общая масса системы в основном состоянии. Это совсем другое в электромагнитно связанных системах!
Остерегайтесь того, что содержание валентных кварков не все, что имеет значение: Δ барионы имеют другой сильный изоспин , чем Н барионы . Вот почему все Δ иметь четыре состояния заряда вместо двух.

Не уверен на 100% в этом, но для возбуждения вращательного уровня энергии требуется фотон с энергией h ^ 2 / (m * r ^ 2). Это верно для любого объекта массы m и размера r. Для молекул m и r находятся в сладкой зоне, где фотоны имеют достаточно низкую энергию, чтобы спектроскопия была возможна. (Для вращательных состояний молекул это обычно находится в диапазоне от микроволнового до субмиллиметрового.)

Но для бариона m и r совсем крошечные. Я думаю, что одиночный квант энергии вращения может быть настолько велик, что он сравним с самой массой покоя бариона. Таким образом, фотон, идущий с этой энергией, фактически заставит его «раскрутиться», говоря классическим языком.

Вроде как для атома водорода: m и r уже становятся довольно малыми, а «вращательная» энергия h^2/mr2 — это просто шкала Бора, близкая к энергии связи. Если вы начинаете вращать электрон в атоме водорода, он переходит от n=1 к 2 и т. д., а затем довольно быстро происходит ионизация.

Имеют ли барионы квантованные колебательные и вращательные состояния?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v