где 1, 2, 3 - совокупность всех координат и квантовых чисел кварков, а
произведение четырех функций справа - это произведение соответственно цветовой
(К - красный, З - зеленый, С - синий), пространственной, спиновой и изоспиновой
частей волновой функции бариона. ψ(1, 2, 3) должна быть антисимметрична в целом
к перестановке всех квантовых чисел и координат двух тождественных кварков
(кварки u и d остаются тождественными, поскольку составляют изоспиновой дублет).
При этом цветовая, пространственная, спиновая и изоспиновая функции в
отдельности могут быть как симметричными (s), так и антисимметричными (a). ψ(К З С)
всегда антисимметрична, так как кварки в барионе разноцветны. Для легчайших
барионов орбитальные моменты кварков l = 0 и пространственная функция ψ(r1 r2 r3)
- симметрична. В этом случае (*) переписывается в виде
Отсюда следует, что в супермультиплетах легчайших барионов (например, октете
JP = 1/2+
и декуплете JP = 3/2+) допустимы лишь такие кварковые
комбинации, у которых спиновая и изоспиновая функции одновременно либо
симметричны, либо антисимметричны, то есть спиново-изоспиновая функция либо
ψs(s1 s2 s3) ψs(I1 I2 I3),
либо ψa(s1 s2 s3) ψa(I1 I2 I3).
Рассмотрим теперь протон (uud). Запишем (**) в виде
ψa(uud) = ψa(uК uЗ dС) ψs(ru ru rd) ψ(su su sd) ψ(Iu Iu Id).
Переставим u-кварки. Изоспиновая функция к таким перестановкам симметрична.
Значит должна быть симметрична и спиновая функция. Это означает, что спины
u-кварков обязаны быть параллельными. Спин d-кварка антипараллелен спинам
u-кварков, чтобы результирующий момент протона (его спин) был равен 1/2. Итак,
ψ(su su sd) = ψ(↑↑↓). Эту ситуацию можно
изобразить и так: p = u↑u↑d↓. Аналогично рассуждая, можно получить n = u↓d↑d↑, Ξ0
= u↓s↑s↑,Ξ− = d↓s↑s↑.