El Barión Omega-Menos

El barión omega-menos, compuesto de tres quarks strange, es un clásico ejemplo de la necesidad de la propiedad llamada "color" en la descripción de las partículas. Dado que los quarks son fermiones de espín 1/2, deben obedecer el principio de exclusión de Pauli y no pueden existir en estados idénticos. Así, con tres quarks strange, la propiedad que los distingue debe ser capaz de por lo menos tres valores distintos.

El descubrimiento del barión omega fue un gran triunfo del modelo de quarks de los bariones, ya que antes de buscarse y encontrarse, se había previsto su existencia, la masa y los modos de decaimientos. Fue descubierto en el Brookhaven en 1964. A la izquierda hay un boceto de la fotografía de la cámara de burbujas en el que se descubrió el barión omega-minus.

V. E. Barnes et al., Phys. Rev. Lett. 12, 204 (1964)

El omega-menos fue producido por una colisión de una partícula K- con un protón, que produjo la partícula omega-menos y dos kaones. Teniendo en cuenta las leyes de conservación de las partículas, esta interacción conserva la extrañeza y por consiguiente se realiza por medio de la interacción débil. Los decaimientos observados son como sigue. Tenga en cuenta que estos tres decaimientose violan la conservación de la extrañeza y por lo tanto sólo puede realizarse por la interacción débil. Esto les da un mayor tiempo de vida, del orden de 10-10 segundos.

Del examen de los decaimientos omega-menos de arriba, se ve que siempre que el proceso cumpla con la conservación de la energía, se añade a la derecha un par quark-antiquark. Se espera que el quark strange se transmute en un quark up por un proceso de decaimiento de quark que involucra al bosón vectorial W^-. Esto puede producir un electrón, más un antineutrino, pero un alternativo W^-, implica la producción de un quark up más un quark anti-down (un mesón π^-). Parece que aquí está operándose el decaimiento alternativo.

En el decaimiento de la partícula Xi de arriba, se muestran como productos del decaimiento, un barión lambda y dos rayos gamma. En realidad el decaimiento primario de la partícula Xi es una partícula lambda-cero y una partícula pi-cero. Justamente el π⁰ decae en dos rayos gammas con un tiempo de vida de unos 10^-16 segundos, de manera que parece que los dos rayos gamma provienen del mismo punto que la partícula lambda.

De acuerdo con el Particle Data Book, los productos de los decaimientos del omega menos, son como sigue: Λ⁰K^- 67,8%, Ξ⁰π^- 23,6%, y Ξ^-π⁰ 8,6%.