Hyperladung

Teilchen Bestandteile el. Ladung
$ Q $
Isospin
$ I_{3} $
Hyperldg.
$ Y $
Quarks Up u +2/3 +1/3
Anti-Up u −2/3 −½ −1/3
Down d −1/3 −½ +1/3
Anti-Down d +1/3 −1/3
Hadronen Proton uud +1 +1
Neutron udd 0 −½ +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\!\, $.
  • für Charm- und Top-Quark jeweils: $ Y=+4/3\!\, $
  • für Strange- und Bottom-Quark jeweils: $ Y=-2/3\!\, $
  • für Anti-Charm- und Anti-Top-Quark jeweils: $ Y=-4/3\!\, $
  • für Anti-Strange- und Anti-Bottom-Quark jeweils: $ Y=+2/3\!\, $

Die Hyperladung $ Y $ eines Teilchens hängt mit seiner elektrischen Ladung $ Q $ (in Einheiten der Elementarladung) und der dritten Komponente $ I_{3} $ seines Isospins zusammen über die Gell-Mann-Nishijima-Relation:

$ Y=2\,(Q-I_{3})\qquad \Leftrightarrow \qquad Q=I_{3}+{\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.

Weblinks

  • Wikibooks: Teilchenphysik: Teilcheneigenschaften: Ladungsmultipletts

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