同位旋

同位旋是粒子物理學中的一個重要概念，主要用於描述自旋和宇稱相同、質量相近而電荷數不同的幾種粒子的歸屬性質。這個概念最初由海森堡在1932年引入，目的是為了解釋新發現的中子的對稱性。

同位旋不是自旋，也不具有角動量的單位，它是一個無量綱的物理量，其數學描述與自旋很類似，因此被稱為「同位旋」。同位旋擁有三個分量，在強相互作用中，同位旋守恆；在弱相互作用和電磁相互作用中，同位旋不一定守恆。例如，質子和中子是同位旋I相同，同位旋第三分量I3不同的兩種狀態，它們的同位旋I=1/2，質子的I3=1/2，中子的I3=-1/2，它們組成同位旋二重態。

同位旋的概念不僅限於強子物理，也廣泛套用於其他領域，如原子核物理等。例如，原子核的同位旋由質子和中子的同位旋「合成」得到，而核力具有近似的電荷無關性，導致在原子核中同位旋和同位旋第三分量是好量子數。

總的來說，同位旋是一個描述粒子間對稱性的重要工具，它在理解粒子物理和核物理中有非常重要的作用。