Omega (cząstka)

Cząstki elementarne
leptony e μ τ νe νμ ντ	kwarki u c t d s b
nośniki oddziaływań γ Z0 W± gluon g
hadrony
mezony π K J/ψ ϒ B D	bariony p n Λ Δ Σ Ξ Ω
bozony	fermiony

Struktura cząstki omega składająca się z trzech kwarków dziwnych

Ślad pierwszej zaobserwowanej cząstki Ω w komorze pęcherzykowej w Brookhaven National Laboratory

Omega, Ω⁻ to cząstka elementarna należąca do hiperonów. Jest zbudowana z trzech kwarków dziwnych sss.

Własności

Ma następujące własności:

• dziwność S = −3
• ładunek elektryczny wynosi −1
• spin wynosi 3/2 $\hbar$ (jest fermionem)
• izospin wynosi 0
• masa spoczynkowa wynosi m = 1672,45 ± 0,29 MeV
• średni czas życia τ = (8,21 ± 0,1) x 10⁻¹¹ s

Historia

Hiperon omega został zarejestrowany w komorze pęcherzykowej w wyniku zderzenia protonu z mezonem K⁻ wg zapisu:

$p + K^- \rightarrow K^0 + K^+ + \Omega^-$

W wyniku oddziaływania mezonu K⁻ z protonem powstają: mezon K⁰, mezon K⁺ oraz hiperon Ω⁻. Po czasie ok. 10⁻¹⁰ sekundy hiperon Ω⁻ rozpada się na mezon pion $\pi^-$ i hiperon xi-zero.

$\Omega^- \rightarrow \pi^- + \Xi^0$

Ten ostatni rozpada się następnie na hiperon lambda i pion $\pi^0$. Z hiperonu lambda Λ powstaje proton i pion $\pi^-$. Pion $\pi^0$ praktycznie momentalnie w punkcie, w którym powstał, ulega rozpadowi na dwa kwanty gamma, które zamieniają się w pary elektronowo-pozytonowe.

Odkrycia dokonano w 1963 r. niezależnie w dwu laboratoriach: Brookhaven National Laboratory w stanie Nowy Jork i CERN-ie w Genewie. Masę, ładunek i dziwność cząstki Ω⁻ wydedukował z modelu kwarkowego Murray Gell-Mann przed jej otrzymaniem, powtarzając sukces Mendelejewa w stosunku do galu, skandu i germanu. Nazwa omega ma w intencji Gell-Manna oznaczać, iż jest to ostatni brakujący hiperon do ścieżki ośmiokrotnej (ang. Eightfold Way): omega jest ostatnią literą w greckim alfabecie.

We wrześniu 2008 ogłoszono odkrycie cząsteczki Ω⁻_b składającej się z dwóch kwarków dziwnych i jednego kwarka b

Rysunek obok przedstawia schemat powstania i rozpadu hiperonu Ω⁻, zarejestrowany w komorze pęcherzykowej. Liniami przerywanymi zaznaczono drogi cząstek neutralnych, nie pozostawiających śladów w komorze. W wyniku oddziaływania mezonu K⁻ z protonem powstają: mezon K⁰, mezon K⁺ oraz hiperon Ω⁻. Po czasie ok. 10⁻¹⁰ sekundy hiperon omega^– rozpada się na pion $\pi^-$ i mezon Ξ⁰. Ten ostatni rozpada się następnie na hiperon lambda i pion $\pi^0$. Z hiperonu lambda powstaje proton i pion $\pi^-$. Pion $\pi^0$ praktycznie natychmiast, w punkcie, w którym powstał, ulega rozpadowi na dwa kwanty gamma, które zamieniają się w pary elektronowo–pozytonowe.

Literatura

• Frank Close "Kosmiczna cebula. Kwarki i Wszechświat" Warszawa PWN 1989 przekład Wanda Stępień-Rudzka ("The Cosmic Onion. Quarks and the Nature of the Universe" 1983 London: Heinemann Educational Books) ISBN 83-01-08434-0