Hyperladung

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Teilchen Bestandteile el. Ladung
Isospin
Hyperldg.
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 , zur Unterscheidung von der schwachen Hyperladung ) 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:
  • für Anti-Up- und Anti-Down-Quark jeweils:
  • für die Nukleonen (Proton p, Neutron n) jeweils: .
  • für Charm- und Top-Quark jeweils:
  • für Strange- und Bottom-Quark jeweils:
  • für Anti-Charm- und Anti-Top-Quark jeweils:
  • für Anti-Strange- und Anti-Bottom-Quark jeweils:

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

.

Ferner gilt: ,

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:

,

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

In der modernen Form lauten die Formeln wie folgt[1]:

.

Einzelnachweise

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  1. Particle Data Group (Hrsg.): 15. Quark Model. 2022 (englisch, lbl.gov [PDF; 4,6 MB]).