同位旋(isotopic spin)是强子的基本性质之一,是表征自旋和宇称相同、质量相近而电荷数不同的几种粒子归属性质的量子数。[4] 同位旋是一个抽象的概念,是为了解释已经观察到的实验事实(即强力的电荷无关性)而人为地引进的一种量子数。[6]这个概念由沃纳·卡尔·海森堡(Werner Karl Heisenberg)于1932年提出。[5]海森堡发现,在强相互作用中交换质子和中子是对称的,这种对称性被称作同位旋对称性。[7]用同位旋对大量强子进行分类,用强作用下同位旋守恒定律讨论粒子的相互作用和转化,这在实验上已经表明,从20世纪50年代起同位旋概念就扩展到粒子物理学领域了。[8]到1954年2月,杨振宁和米尔斯完成了推广规范不变性的工作,撰写了著名的论文《同位旋守恒和同位旋规范不变性》。[9] 同位旋对称性在粒子物理与核物理的发展中曾经起到非常重要的作用。在此之后,这一对称性成为是核物理和强子物理研究的基本概念和基本研究手段之一。[7] 定义