2019.10.3（木）
クォークについて勉強する。
今日、たまたま開いたページに、クォーク５個からなる素粒子が発見されたという記事を見た。2003年度のことだそうだ。
引用：大型放射光施設Spring 8
http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/publications/scientific_results/nuclear_physics/topic28
Spring 8で発生させた高エネルギーのガンマ線を水素原子の中の中性子に衝突させた結果、クォーク５個からなる素粒子シータ＋粒子が生成したという。
中性子を構成しているのは、uクォーク１個とdクォーク２個。これに高エネルギー光子が衝突して、uクォーク２個とdクォーク２個と反sクォーク１個からなるシータ＋粒子と、同時に、K-メソンを生成した。
シータ＋粒子はただちに分解して、中性子とK+メソンを生成した。
K-はストレンジクォークと反アップクォーク、K+は反ストレンジクォークとアップクォークからなるから、
u(+2/3e)d(-1/3e)d(-1/3e) + 光子 = u(+2/3e)u(+2/3e)d(-1/3e)d(-1/3e)反ｓ(+1/3e) + s(-1/3e)反u(-2/3e) ・・・①
u(+2/3e)u(+2/3e)d(-1/3e)d(-1/3e)反ｓ(+1/3e) = u(+2/3e)d(-1/3e)d(-1/3e) + u(+2/3e)反ｓ(+1/3e) ・・・②
電荷は保存されている。
①では、光子が中性子と反応して、一時的にs(-1/3e)反ｓ(+1/3e)と、u(+2/3e)反u(-2/3e)を生成し、反ｓ(+1/3e)とu(+2/3e)は中性子と合体してシータ＋粒子になり、s(-1/3e)と反u(-2/3e)は合体してK-メソンを生成した。
②では、u(+2/3e)と反ｓ(+1/3e)が合体してK+メソンとなり、残余が中性子になった。
素粒子が合体する条件は、電荷が+1,-1,0になることかな。
引用：http://www.spring8.or.jp/pdf/ja/ann_rep/03/133-134.pdf
陽子に高エネルギーガンマ線を照射し、K+中間子（反ストレンジ・クォークを含む中間子）を発生させると、陽子をハイペロンと呼ばれるストレンジ・クォークを含む粒子に変えることが出来る。
数ある励起ハイペロンの中でも、Λ（1405）と呼ばれる質量約1.4GeVのハイペロンは、最もその性質が注目されている粒子の一つである。
引用：http://azusa.shinshu-u.ac.jp/~coterra/enjoyphys/CPV/revCP4207.pdf
中間子は１つのクォークと１つの反クォークから構成されている．電荷１の場合，U ￣D であり，電荷－１の場合，D￣U である．D は電荷が-1/2 のクォークであり，クォークが３世代の理論ではd, s, b が入り，U は電荷が+3/2 のクォークであり，u, c, t が入る．K 中間子では，D には第二世代のs，ストレンジクォークが入り，B 中間子では，D には第三世代のb，ボトム（もしくはビューティー）クォークが
入る．中性中間子はUU￣′ とD ￣D ′ の重ね合わせで作られる．パイ中間子は第一世代のu とd とからできるので，中性パイ中間子π0 は(u￣u - d ￣ d)/√2であり，反粒子π￣0 は粒子それ自体である．ところが，中性K中間子の場合は，K0 = ds￣，K￣0 = d￣sであり，粒子と反粒子の区別ができるのである．B中間子も同様である。
引用：http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/~hyodo/research/Lambda.html
最近Λ(1405)粒子のエネルギー付近に二つの極があらわれることが報告されており、今まで単一の粒子として考えられていたΛ(1405)共鳴が、エネルギーの近い二つの粒子の共鳴の複合ではないかと議論されている。
カイラルユニタリー法を用いたΛ(1405)粒子の研究は、これまでに K-p -> γπΣ、およびγp -> K-πΣという過程が計算されている。
・・・③、④
π中間子は、π+はu反d、π-はd反u、π0は(u反u-d反d)/ルート2
Σ粒子は、Σ+はuus、Σ-はusd、Σ0はusd
③では、s(-1/3e)反u(-2/3e) + u(+2/3e)u(+2/3e)d(-1/3e) = 光子 + (u反u-d反d)/ルート2 + u(+2/3e)ｓ(-1/3e)d(-1/3e)
反u(-2/3e)とu(+2/3e)が反応して光子になり、s(-1/3e)とu(+2/3e)とd(-1/3e)が合体してΣ0になり、余った光子エネルギーでπ0ができるのかな。
④では、光子 + u(+2/3e)u(+2/3e)d(-1/3e) = s(-1/3e)反u(-2/3e) + (u反u-d反d)/ルート2 + u(+2/3e)ｓ(-1/3e)d(-1/3e)
③と④を見ると、光子とK-は同等の効果を及ぼしている。
スピンについて
クォークのスピンはすべて1/2。光子とグルオンは1。電子は1/2。π中間子とK中間子は0。Σ粒子は
引用：Wikipedia
角運動量保存の法則（かくうんどうりょうほぞんのほうそく）とは、質点系について、単位時間あたりの全角運動量の変化は外力によるトルク（力のモーメント）に等しい（ただし内力が中心力であるときに限る）という法則である。
この特別な場合として、外力が働かない（もしくは外力が働いていたとしてもそれによるトルクが0の）場合、質点系の角運動量は常に一定である。例えば、フィギュアスケートの選手がスピンをする際、前に突き出した腕を体に引きつけることで回転が速くなる（角速度が大きくなる）。このとき回転軸から腕先までの距離が短くなるため、かわりに回転が速くなることによって、角運動量が一定に保たれる。
回転する「こま」は、回転軸にそって、（上から見て）時計回りなら下向きの、反時計回りなら上向きの角運動量を持っている。
スピン角運動量（スピンかくうんどうりょう、英: spin angular momentum）は、量子力学上の概念で、粒子が持つ固有の角運動量である。単にスピンとも呼ばれる。粒子の角運動量には、スピン以外にも粒子の回転運動に由来する角運動量である軌道角運動量が存在し、スピンと軌道角運動量の和を全角運動量と呼ぶ。ここでいう「粒子」は電子やクォークなどの素粒子であっても、ハドロンや原子核や原子など複数の素粒子から構成される複合粒子であってもよい。
「スピン」という名称はこの概念が粒子の「自転」のようなものだと捉えられたという歴史的理由によるものであるが、現在ではこのような解釈は正しいとは考えられていない。なぜなら、スピンは古典極限 ?→0において消滅する為、スピンの概念に対し、「自転」をはじめとした古典的な解釈を付け加えるのは全くの無意味だからである。
K中間子について
引用：Wikipedia
K+の崩壊パターンと分岐比は次のようになっている:
1.μ + νμ (約63.4%) ・・・①
2.π + π 0 (約21.1%) ・・・②
3.π + π + π - (約5.6%) ・・・③
4.π + π 0 π 0 (約1.7%) ・・・④
5.π 0 e + νe (約4.9%) ・・・⑤
③では、u(+2/3e)反ｓ(+1/3e) = u(+2/3e)反d(+1/3e) + u(+2/3e)反d(+1/3e) + d(-1/3e)反u(-2/3e)
反ｓ(+1/3e)が、反d(+1/3e)とu(+2/3e)反d(+1/3e)とd(-1/3e)反u(-2/3e)になっている。
つまり、反d(+1/3e)d(-1/3e)とu(+2/3e)反u(-2/3e)を生成して、反d(+1/3e)に変化している。