Hyperladung

Hyperladung

Teilchen Bestandteile el. Ladung
$ Q $
Isospin
$ I_{z} $
Hyperldg.
$ Y $
Quarks Up u +2/3 +1/3
Anti-Up u -2/3 -1/3
Down d -1/3 +1/3
Anti-Down d +1/3 -1/3
Hadronen Proton uud +1 +1
Neutron udd 0 +1

In der Teilchenphysik ist die Hyperladung (Formelzeichen $ Y\!\, $, zur Unterscheidung von der schwachen Hyperladung $ Y_{W} $) eine Quantenzahl. Sie wird zur Beschreibung von Teilchen verwendet, die der starken Wechselwirkung unterliegen (Quarks und die aus ihnen zusammengesetzten Hadronen).

Die Hyperladung beträgt:

  • für Up- und Down-Quark jeweils: $ Y=+1/3\!\, $
  • für Anti-Up- und Anti-Down-Quark jeweils: $ Y=-1/3\!\, $
  • für die Nukleonen (Proton p, Neutron n) jeweils: $ Y=+1\!\, $.

Die Hyperladung $ Y $ eines Teilchens hängt mit seiner elektrische Ladung $ Q $ (in Einheiten der Elementarladung) und der z-Komponente $ I_{z} $ seines Isospins zusammen über die Gell-Mann-Nishijima-Relation:

$ Y=2(Q-I_{z})\qquad \Leftrightarrow \qquad Q=I_{z}+{\frac {1}{2}}Y\, $.

Ferner gilt: $ Y=B+S+C+B'+T\!\, $,

wobei B für die Baryonenzahl, S für die Strangeness, C für den Charm, B' für die Bottomness und T für die Topness steht.

Bei Betrachtung eines Isospin-Multipletts von Baryonen bzw. Mesonen gilt:

$ Y=2{\overline {Q}} $,

wobei Q die mittlere elektrische Ladung der Teilchen des Multipletts bezeichnet.

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