Na Física, isospin (termo derivado de isotopic spin ou isobaric spin) é um termo criado em 1961 que representa um número quântico relacionado às forças fortes no estudo das partículas elementares.

Sabor em Física de Partículas
Números quânticos de sabor

Números quânticos relacionados


Combinações


Mistura de sabores


Esta teoria apareceu a partir da constatação de que o próton e o nêutron possuem o mesmo spin (1/2), praticamente a mesma massa, mas possuem cargas elétricas diferentes (+1 e 0). E também que a força de atração que une essas partículas no núcleo atômico é insensível à carga.

O conceito de isospin já foi superado pela cromodinâmica quântica (QCD), porém ele continua a ser bastante usado na física de partículas experimental.

Operadores de criação e aniquilação editar

 , cria um próton
 , cria um nêutron
 , destrói um próton
 , destrói um nêutron

Operadores isospin editar

Os operadores isospin são definidos assim:

 
 , transforma um nêutron num próton
 , transforma um próton num nêutron.

Estrutura de grupo editar

O termo isospin deriva do fato de os operadores isospin  ,   e   possuírem uma relação de comutação similar à do momento angular ([1], cap. 5):

 ,
 ,
 .

As 'rotações' correspondentes formam um grupo de Lie, conhecido como o grupo isospin.

A consequência disso é que a teoria desenvolvida para o momento angular pode ser rapidamente adaptada para resolver problemas ligados ao isospin.

Multipletos isospin editar

Semelhante ao caso dos núcleons (próton e nêutron), outras partículas podem ser agrupadas nos assim chamados multipletos ([2], pag. 45):

dubleto-nucleon:  
tripleto-píon:  
quadrupleto-delta:  
etc.

Por conseguinte, a teoria desenvolvida para o primeiro caso pode ser facilmente adaptada aos outros grupos.

Aplicação editar

A invariância isospin pode explicar, por exemplo, por que as duas formas de decaimento da partícula   ocorrem com uma frequência 2:1 e não como intuitivamente seria esperado 1:1.

 

Referências editar

[1] Harry J. Lipkin, Lie Groups for Pedestrians (2002) Dover Publications.
[2] G. 't Hooft et al, Lie Groups in Physics (2007) Utrecht University


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