什么是同位旋守恒定律-定义

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什么是同位旋

在粒子物理和核物理中，同位旋，我或我_3.,是一个量子数有关强核力．同位旋与守恒定律有关，该定律要求强相互作用衰变才能守恒同位旋。这个术语来源于同位素自旋，但物理学家更喜欢等压自旋这个术语，因为它的含义更精确。

同位旋是由一位德国理论物理学家，也是量子力学的重要先驱之一介绍的沃纳卡尔·海森堡1932年作为一种方式区分之间的质子而且中子．必须补充的是，同位旋的概念在夸克模型发展之前就被引入了，在20世纪60年代，夸克模型提供了我们现代的理解。

观测结果表明，强相互作用并不能区分这些核子。的力量强相互作用在任何一对核子之间都是一样的，独立的它们是以中子还是质子的形式相互作用。就强相互作用而言，质子和中子不应被视为完全不同的物种，而应被视为存在相同核子粒子的不同同位旋状态．这个粒子叫做核子。同样，三个介子，π⁰,π⁺和π^{- - - - - -}，似乎只是三个不同的国家同一粒子，只有强核力相互作用时。同位旋在数学上与自旋相似，尽管它与角动量无关。自旋一项是附加的，因为同位自旋的加入遵循与自旋相同的规则。

质子具有同位自旋½因为中子有同位素自旋½但质子的自旋是向上的，中子的自旋是向下的。

一般来说,每个多重态赋给同位旋数I，它是一个正整数或半奇正整数。同位旋可以被认为是一个不在坐标空间(x, y, z)中的向量_3.，可以取任意一个值T, T−1,T−2，…，−T，其方式类似于角动量z分量的值。另外两个组分，T₁和T₂可以忽略。每个T_3.值对应于多集的不同成员。在多路复用中有2T + 1个粒子。这个结果是通过计算T的可能值得出的_3.．因此，单线子有T = 0，双线子有T = 1/2，三线子有T = 1。

粒子集合的总同位旋的计算方法与普通自旋相同。系统同位自旋的最大值为单个粒子同位自旋的总和。例如，如果考虑π⁺- p散射，T_马克斯= 3/2和T_3.= 3/2所以T的值只能是3/2。为π⁻−p散射，T_马克斯= 3/2和T_3.=−1/2，所以T可以是3/2或1/2。事实上，π−-p的T的测量有时得到T = 3/2，有时得到T = 1/2，但总是T_3.=−1/2。

同位旋守恒

介绍的好处同位旋它大大简化了…的问题吗强大的的相互作用．因此，对于两个核子的相互作用，我们只关心四个电荷态(中子-中子，质子-质子，质子-中子，中子-质子)两个同位旋状态， I = 1和I = 0。同位旋的概念告诉我们为什么某些强相互作用会因为违反同位旋i而被禁止。同位旋与守恒定律有关，该定律要求强相互作用衰变才能守恒同位旋。对于弱相互作用，T_3.， T也不需要守恒。

参见:J. Christman，(2001年12月11日)。同位旋:在强相互作用中守恒。从http://www.physnet.org/modules/pdf_modules/m278.pdf获取

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参见:

守恒定律

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