Outous

Outous (engl. strangeness) (S) on hiukkasfysiikassa alkeishiukkasiin liittyvä kvanttiluku. Se säilyy vahvassa ja sähkömagneettisessa, mutta ei heikossa vuorovaikutuksessa.

Kvarkkiteoriassa yksi kvarkeista on nimeltään outo kvarkki (engl. strange quark) ja sitä vastaava antikvarkki outo antikvarkki (engl. strange antiquark}, ja hiukkasen outous voidaan määritellä siinä olevien outojen antikvarkkien ja outojen kvarkkien lukumäärien erotuksena:

$S = -(n_s - n_{\overline{s}})$

missä $\scriptstyle n_{\overline{s}}$ on outojen antikvarkkien ja $\scriptstyle n_s \$ outojen kvarkkien lukumäärä.

Termit "outous" ja "outo hiukkanen" olivat kuitenkin käytössä jo ennen kvarkkimallin keksimistä. Käsitteen ottivat käyttöön Murray Gell-Mann ja Kazuhiko Nishijima selittääkseen, miksi joitakin hiukkaslajeja kuten kaoneja ja hyperoneja syntyy helposti hiukkastörmäyksissä, mutta ne hajoavat paljon hitaammin kuin niiden suuren massan ja niiden syntyyn liittyvän suuren vaikutusalan perusteella voitiin odottaa. Koska tällaisia hiukkasia syntyi aina pareittain, oletettiin, että niihin oli lisättävä uusi suure, "outous", joka säilyi niiden syntyessä mutta ei niiden hajotessa.

Nykyisen käsityksen mukaan outouden säilymislaki pätee vahvassa ja sähkömagneettisessa, mutta ei heikossa vuorovaikutuksessa. Tämän vuoksi keveimmät hiukkaset, joissa on outo kvarkki, eivät voi hajota vahvalla vaan ainoastaan sitä paljon hitaammalla heikolla vuorovaikutuksella. Useimmissa tapauksissa niiden hajotessa outous muuttuu yhdellä yksiköllä, mutta kaonien hajotessa tästä on poikkeuksiakin.

Eri hiukkasten outoudet

Baryonit

Baryonit, joiden spin on 1/2:

• Outous 0: protoni (p) ja neutroni (n)
• Outous -1:
  • Sigma-baryonit (Σ^-, Σ⁰) ja Σ⁺),
  • Lambda (Λ)
• Outous -2 Ksii-baryonit (Ξ^- ja Ξ⁰)

Baryonit, joiden spin on 3/2:

• Outous 0: Delta-baryonit (Δ^-, (Δ⁰), (Δ⁺) ja (Δ²⁺)
• Outous -1: Sigma-baryonit (Σ^*-, Σ^*0 ja Σ^*+)
• Outous -2: Ksii-baryonit (Ξ^*- ja Ξ^*0)
• Outous -3: Omega-miinus (Ω)^-

Mesonit:

• Outous 0:
  • pionit π^-, π⁰ ja π^-).
  • kaonit K⁰_S, K⁰_L
• Outous +1: kaonit K^- ja K⁺