kwantowe liczby

kwantowe liczby,

fiz. w teoriach kwantowych liczby charakteryzujące stan stacjonarny układu, np. atomu, jądra atomowego lub cząstki elementarnej;

wielkości te mogą przyjmować nie ciągłe, a jedynie dyskretne, ściśle określone wartości; np. stan elektronu w atomie wodoru jest określony przez 4 l.k.: n (główna l.k.), l (orbitalna l.k.), m_l (magnetyczna l.k.), m_s (spinowa l.k.), określające odpowiednio: energię, bezwzględną wartość orbitalnego momentu pędu, rzut orbitalnego momentu pędu i rzut własnego momentu pędu (spin) elektronu na wyróżniony kierunek; dla jądra atomowego najistotniejsze są l.k. całkowitego spinu i parzystości; cząstki elementarne (kwarki, leptony, bozony) i układy związane kwarków (hadrony) dodatkowo m.in. charakteryzują l.k.: ładunku, parzystości ładunkowej, izospinu, dziwności, powabu, piękna, koloru oraz liczby fermionowe — barionowa i leptonowa; np. liczbę barionową B przyporządkowuje się cząstkom elementarnym w następujący sposób: bariony (cząstki oddziałujące silnie) B = 1, antybariony B = −1, wszystkie cząstki nie będące barionami B = 0; analogicznie definiuje się całkowitą liczbę leptonową i liczby leptonowe odpowiadające poszczególnym leptonom (liczba leptonowa). Takie l.k., jak np. pęd, moment pędu, ładunek czy liczby fermionowe są addytywnymi l.k., czyli l.k. dla układu cząstek jest sumą l.k. poszczególnych cząstek (istnieją kwantowe zasady dodawania momentu pędu). Oprócz nich istnieją również multiplikatywne l.k., np. parzystość, przy czym parzystość układu cząstek jest iloczynem parzystości składników i dodatkowego czynnika związanego z ruchem orbitalnym składników. Wśród l.k. jedynie ładunek elektr. jest zachowany we wszystkich rodzajach oddziaływań; w oddziaływaniach silnych i elektromagnetycznych są zachowane m.in.: parzystość, dziwność, powab, piękno, liczby leptonowe, liczba barionowa, a np. izospin — jedynie w oddziaływaniach silnych. Tłumaczy to, dlaczego np. zachodzi reakcja π⁻p → K⁰Λ⁰ (za którą są odpowiedzialne oddziaływania silne), nigdy zaś nie zaobserwowano reakcji π⁻p → π⁰Λ⁰ (nie jest zachowana l.k. dziwności). L.k. hadronów wynikają z l.k. kwarków wchodzących w ich skład i l.k. określających stan kwarków w hadronie. Konsekwencją odkrycia mas neutrin (1998, zespół badawczy Super–Kamiokande) jest naruszenie liczb leptonowych L_e, L_μ, L_τ, w oddziaływaniach słabych przenoszonych przez naładowane bozony W^±. Całkowita liczba leptonowa jest jednak zachowana przez wszystkie oddziaływania.