Ισοσπίν
κβαντικός αριθμός σχετιζόμενος με την ισχυρή αλληλεπίδραση, διανυσματικό μέγεθος / From Wikipedia, the free encyclopedia
Στην πυρηνική και τη σωματιδιακή φυσική το ισοσπίν (isospin, με σύμβολο I) είναι ένας κβαντικός αριθμός που σχετίζεται με την ισχυρή αλληλεπίδραση, δηλαδή με την ισχυρή πυρηνική δύναμη. Πιο συγκεκριμένα η συμμετρία του ισοσπίν είναι ένα υποσύνολο της συμμετρίας «γεύση» που παρατηρείται ευρύτερα στις αλληλεπιδράσεις των βαρυονίων και των μεσονίων.
Το όνομα της έννοιας αυτής εμπεριέχει τη λέξη σπιν επειδή η κβαντομηχανική περιγραφή του είναι μαθηματικώς παρόμοια με εκείνη της κβαντικής στροφορμής (ειδικότερα στον τρόπο της συζεύξεως, π.χ. ένα ζεύγος πρωτονίου-νετρονίου μπορεί να είναι συζευγμένο είτε σε μια κατάσταση με ολικό ισοσπίν 1 είτε σε μια κατάσταση με ολικό ισοσπίν 0)[1]). Αλλά αντιθέτως με τη στροφορμή το ισοσπίν είναι αδιάστατο μέγεθος και δεν σχετίζεται με οποιονδήποτε τύπο περιστροφικής κινήσεως.
Ιστορικά η λέξη προήλθε από τον ατυχή όρο ισοτοπικό σπιν, που δημιουργούσε σύγχυση καθώς το ισοσπίν δεν έχει σχέση με τα ισότοπα και οι πυρηνικοί φυσικοί προτιμούσαν να το αποκαλούν ισοβαρικό σπιν. Πριν την εισαγωγή της έννοιας των κουάρκ, τα σωματίδια που επηρεάζονταν εξίσου από την ισχυρή αλληλεπίδραση αλλά είχαν διαφορετικά ηλεκτρικά φορτία (π.χ. πρωτόνια και νετρόνια) θεωρούνταν διαφορετικές καταστάσεις του ίδιου σωματιδίου, αλλά με διαφορετικές τιμές ισοσπίν.[2] Η στενότερη εξέταση της συμμετρίας του ισοσπίν οδήγησε κατευθείαν στην ανακάλυψη και την κατανόηση των quarks, καθώς και στην ανάπτυξη της θεωρίας Yang–Mills. Η συμμετρία του ισοσπίν παραμένει σημαντική έννοια στη σωματιδιακή φυσική.