Multiplets de hadrons

Le diagramme classe des états construits à partir des saveurs u, d et s à l’aide de la symétrie de saveur SU(3) approximative. Choisissez l’octet de mésons pseudoscalaires avec J = 0, l’octet de baryons avec J = 1/2 ou le décuplet de baryons avec J = 3/2. Le diagramme se met à jour immédiatement. Ils contiennent 8, 8 et 10 états. C’est un modèle de classification, pas un calcul de la dynamique QCD ni des masses hadroniques.

Chaque point est à sa projection d’isospin physique I₃ et son hypercharge Y. Sélectionnez n’importe quel état via la liste native ou son étiquette du diagramme. Les étiquettes sont aussi des boutons clavier : Tab jusqu’à une étiquette, puis Entrée ou Espace. Des lignes de rappel relient les étiquettes décalées à leurs poids réels. Le marqueur et les valeurs affichées utilisent le même état sélectionné.

Nombres quantiques

I est l’isospin total ; I₃ est sa projection. Pour ces saveurs, l’hypercharge est Y = B + S et la charge électrique en unités de e est Q = I₃ + Y/2. Les quarks u, d et s ont les charges +2/3, −1/3 et −1/3, et le nombre baryonique +1/3. Leurs valeurs I₃ sont +1/2, −1/2 et 0. Le quark étrange a S = −1 ; u et d ont S = 0. Les antiquarks ont les nombres quantiques additifs opposés et sont montrés avec des barres.

Les contributions de valence sont sommées en tiers et demis entiers exacts. Par exemple, le neutron udd a I₃ = −1/2, Y = +1 et Q = 0. Les demi-entiers négatifs conservent leur signe moins. Le contenu de saveur listé pour un baryon n’est pas une fonction d’onde spin-saveur complète.

Poids coïncidents et mésons neutres

Λ et Σ⁰ occupent tous deux (I₃,Y) = (0,0), mais Λ a I = 0 et Σ⁰ a I = 1. De même, π⁰ et η₈ partagent (0,0), avec I = 1 et I = 0. Leurs points physiques ne sont pas écartés. Des étiquettes séparées et la liste complète des particules rendent les deux états accessibles.

Les mésons neutres sont des superpositions : π⁰ = (uū − dd̄)/√2 et η₈ = (uū + dd̄ − 2ss̄)/√6. Ce n’est pas chacun une unique paire quark-antiquark fixe. η₈ est l’état de base pur de l’octet. Le η physique implique un mélange avec le singulet de saveur et n’est pas identifié à η₈ ici ; aucune masse η physique n’est attribuée à η₈.

Quiz

Chaque question fournit l’isospin total I avec I₃ et Y, ou Q et Y. L’ensemble des indices identifie exactement un état, y compris les paires centrales coïncidentes. Choisissez un état, puis vérifiez. Seule la première réponse compte ; revérifier ne peut pas augmenter le score. Le retour nomme l’état correct, marqué par une étiquette et un marqueur verts en pointillés. Le marqueur rouge plein indique la sélection courante.

Question suivante efface la sélection et les détails de particule précédents. Les questions suivent un cycle complet déterministe du multiplet, en alternant les deux formes d’indices. Changer de multiplet ou de mode met à jour le diagramme et démarre un nouveau quiz. Seuls le multiplet, le mode et la particule choisie sont conservés. Recharger ou remonter reconstruit le diagramme et reprend la première question avec le choix saisi ; réponses, scores et état du diagramme ne sont pas enregistrés. Réinitialiser rétablit l’octet de mésons en mode exploration.

Exemples de masse et portée

Les masses optionnelles sont des exemples illustratifs arrondis, conservés pour comparaison. Ce ne sont pas des mesures PDG actuelles, n’expriment pas une incertitude expérimentale, et ne sont pas prédites par ce diagramme SU(3). η₈ n’a pas de masse attribuée. La saveur SU(3) est approximative, en particulier parce que le quark étrange diffère en masse des quarks up et down.

Source

Particle Data Group, Quark Model review, 2025 : nombres quantiques de saveur légère, octet de mésons et mélange avec le singulet, et représentations baryoniques.

Le dessin utilise le rapport usuel de l’espace des poids : une unité Y mesure √3/2 fois une unité I₃. La forme est conservée au redimensionnement ; ces axes représentent des nombres quantiques, pas des distances physiques. Les symboles compacts disposent d’infobulles donnant leur nom complet. Les commandes et couleurs des marqueurs sont expliquées ici plutôt que répétées sous la figure.