Meson

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Dezintegrarea unui kaon (K +) , în trei pioni (2 π +, 1 π⁻) este un proces care implică atât slabe și puternice interacțiuni.

Interacțiuni slabe: a kaon lui anticuarc ciudat (e) într - o transmuta sus (u) antiquarc prin emisia unui W + boson , care dezintegreaza consequentially în jos (d) antiquarc și un sus (u) quark .

Interacțiuni puternice : un quark ascendent (u) emite un gluon (g) care se descompune într-un quarc descendent (d) și un antiquark descendent ( d ).

În fizica particulelor , mezonii sunt un grup de particule subatomice compuse dintr-un quark și un antiquark legat de o forță puternică .

Sunt particule instabile și de obicei se descompun în fotoni sau leptoni . Quarkul și antiquarkul constitutiv pot fi omogene sau de diferite tipuri (de exemplu, c c sau u d ).

Primul mezon a fost teoretizat în 1935 de Hideki Yukawa ca mediator al interacțiunii puternice dintre nucleoni [1] și a fost apoi identificat experimental în 1947 în razele cosmice ( mesonul Pi ). [2] De atunci, numeroși mezoni au fost observați experimental, în special în experimente cu acceleratori de particule și / sau teoretizați ca mediatori ai proceselor puternice de interacțiune.

Termenul mezon s-a născut istoric pentru a indica particule cu o masă intermediară între electron și proton .

Caracteristici

Combinația mezonilor pseudoscalari (cu rotire = 0) într-un aranjament nonect.
Combinația de mezoni vectoriali (spin = 1) într-un aranjament nonect.

Mesonii fac parte din familia hadronilor și având o rotire completă sunt bosoni . Mesonii mai ușori acționează eficient ca mediatori de forță puternică între nucleoni la distanțe scurte și, în general, joacă un rol în procesele de interacțiune puternice . Deoarece sunt compuse din quarcuri, ele interacționează cu alte particule atât prin forța slabă, cât și prin forța puternică . Mesonii care au o sarcină electrică netă participă, de asemenea, la interacțiunea electromagnetică pe distanțe mari.

Mesonii sunt clasificați în funcție de conținutul lor de quark, momentul unghiular total , paritatea și conjugarea sarcinii . Pe baza conținutului de quark și a simetriei aromelor , mezonii sunt împărțiți în multiplete de mase aproape degenerate. De exemplu, cei trei pioni cu sarcină electrică pozitivă, negativă și neutră identifică un triplet de izospin în care masele diferă doar cu aproximativ 3%.

Deși niciun mezon nu este stabil, cei cu masă mai mică au încă o durată medie de viață mai lungă, ceea ce le face mai ușor de observat în razele cosmice și de a studia în acceleratorii de particule . Unii mezoni au o masă mult mai mică decât barionii , celălalt grup mare de hadroni și, din acest motiv, sunt produși în cantități mari în coliziile de mare energie dintre nucleoni utilizați în experimentele moderne. De exemplu, quarkul farmec a fost observat pentru prima dată în mezonul J / Psi (J / ψ) în 1974, [3] [4] și quarkul inferior în mezonul upsilon (ϒ) în 1977. [5]

Nu toți mezonii au o antiparticulă corespunzătoare ( antimesonă ), în care quark-urile sunt înlocuite cu antiquark-urile lor corespunzătoare și invers. De exemplu, un pion pozitiv (π + ) constă dintr-un quark sus și un antiquark jos ; și antiparticulele sale corespunzătoare, pionul negativ (π⁻), constă dintr-un antiquark ascendent și un quark descendent . Pionul neutru π 0 este alcătuit în schimb dintr-un amestec simetric de quark și antiquark, astfel încât antiparticula lui π 0 este π 0 în sine.

Lista mezonilor

Tabelele enumeră toți mezonii pseudoscalari ( J P = 0 - ) și vectori ( J P = 1 - ), ambii observați și doar teoretic preziși.

Simbolurile prezentate sunt: ​​I ( izospin ), J ( operatorul momentului unghiular total ), P ( paritate ), C ( paritate C ), G ( paritate G ), u ( quark sus ), d ( quark descendent ), s ( quark ciudat ), c ( quark farmec ), b ( quark inferior ), Q ( încărcare ), B ( număr barion ), S ( ciudățenie ), C ( farmec ) și B ′ ( fund ), precum și numeroase particule subatomice.

Pentru antiparticulele corespunzătoare este suficient să schimbați quarcurile în antiquark, schimbând semnele Q, B, S, C și B ′. Particulele cu simbolul lângă nume au fost prezise de modelul standard, dar nu au fost încă observate. Valorile marcate cu roșu nu au fost stabilite ferm prin experimente, dar sunt prezise de modelul quark și sunt în concordanță cu măsurătorile.

Mezoni pseudoscalari

Mezoni pseudoscalari
Nume
din
particule
Simbol
din
particule
Simbol
de
antiparticulă
Quark
conținut
Masa de repaus ( MeV / c 2 ) Eu G J P C S. C. B ' Durata medie a vieții ( e ) De obicei se descompune în

(> 5% descompunere)

Pion [6] π + π - tu d 139,57018 ± 0,00035 1 - 0 - 0 0 0 2.6033 ± 0.0005 × 10 −8 μ + + ν μ
Pion [7] π⁰ La fel [la] 134,9766 ± 0,0006 1 - 0 - + 0 0 0 8,4 ± 0,6 × 10 −17 γ + γ
Meson eta [8] η La fel [la] 547,853 ± 0,024 0 + 0 - + 0 0 0 5,0 ± 0,3 × 10 −19 [b] γ + γ o
π⁰ + π⁰ + π⁰ o
π + + π⁰ + π⁻
Meson eta prime [9] η ′ (958) La fel [la] 957,66 ± 0,24 0 + 0 - + 0 0 0 3,2 ± 0,2 × 10 −21 [b] π + + π⁻ + η o
( ρ⁰ + γ ) / ( π + + π⁻ + γ ) sau

π⁰ + π⁰ + η

Meson eta fermecat [10] η c (1S) La fel c c 2980,3 ± 1,2 0 + 0 - + 0 0 0 2,5 ± 0,3 × 10 −23 [b] Vezi modurile de descompunere ale lui η c
Meson eta bottom [11] η b (1S) La fel b b 9300 ± 40 0 + 0 - + 0 0 0 Necunoscut Vezi modurile de descompunere ale lui η b
Kaone [12] K + K⁻ tu s 493,677 ± 0,016 1/2 0 - 1 0 0 1,2380 ± 0,0021 × 10 −8 μ + + ν μ o
π + + π⁰ o
π⁰ + e + + ν e o
π + + π⁰
Kaone [13] K⁰ K d s 497,614 ± 0,024 1/2 0 - 1 0 0 [c] [c]
Short Kaone [14] K⁰ S La fel [Și] 497,614 ± 0,024 [d] 1/2 0 - (*) 0 0 8,953 ± 0,005 × 10 −11 π + + π⁻ o
π⁰ + π⁰
Long Kaone [15] K⁰ L La fel [Și] 497,614 ± 0,024 [d] 1/2 0 - (*) 0 0 5,116 ± 0,020 × 10 −8 π ± + e + ν e o
π ± + μ + ν μ o
π⁰ + π⁰ + π⁰ o
π + + π⁰ + π⁻
Meson D [16] D + D⁻ c d 1869,62 ± 0,20 1/2 0 - 0 +1 0 1,040 ± 0,007 × 10 −12 Vedeți modurile de descompunere D +
Meson D [17] D⁰ D c u 1864,84 ± 0,17 1/2 0 - 0 +1 0 4,101 ± 0,015 × 10 −13 A se vedea modurile de descompunere D⁰
Meson D ciudat [18] D + s D⁻ s c s 1968,49 ± 0,34 0 0 - +1 +1 0 5,00 ± 0,07 × 10 −13 Vezi modurile de descompunere ale D + s
Meson B [19] B + B⁻ tu b 5279,15 ± 0,31 1/2 0 - 0 0 +1 1,638 ± 0,011 × 10 −12 Vedeți modurile de descompunere B +
Meson B [20] B⁰ B d b 5279,53 ± 33 1/2 0 - 0 0 +1 1,530 ± 0,009 × 10 −12 Vezi modurile de descompunere B⁰
B ciudat Meson [21] B⁰ s Bs s b 5366,3 ± 0,6 0 0 - −1 0 +1 1,470 + 0,026 × 10 −12

1.470 −0.027 × 10 −12

Vezi modurile de descompunere ale lui B⁰
Meson B fermecat [22] B + c B⁻ c c b 6276 ± 4 0 0 - 0 +1 +1 4,6 ± 0,7 × 10 −13 Vezi modurile de descompunere ale B + c

[a] Machiaj inexact din cauza maselor de quarks "diferite de zero".
[b] PDG raportează lățimea rezonanței (Γ). Aici, în schimb, este dată conversia lui τ = ħ / Γ.
[c] Autostat ( eigenstate ) puternic . Nu există o durată de viață definită
[d] Masa lui K⁰ L și K⁰ S este dată ca cea a lui K⁰ . Cu toate acestea, se știe că există o diferență între masele K⁰ L și K⁰ S de ordinul 2,2 × 10 −11 MeV / c 2 . [15]
[și] eigenstate slab . Compoziția eșuează pe termen scurt de încălcare a CP .

Mezonii vectoriali

Mezonii vectoriali
Nume
din
particule
Simbol
din
particule
Simbol
din
antiparticulă
Quark
conținut
Masa de repaus ( MeV / c 2 ) Eu G J P C S. C. B ' Durata medie a vieții ( e ) De obicei se descompune în

(> 5% se descompune)

Meson rho a acuzat [23] ρ + (770) ρ⁻ (770) tu d 775,4 ± 0,4 1 + 1 - 0 0 0 ~ 4,5 × 10 −24 [f] [g] π + + π⁰
Meson rho neutru [23] ρ⁰ (770) La fel 775,49 ± 0,34 1 + 1 −− 0 0 0 ~ 4,5 × 10 −24 [f] [g] π + + π⁻
Omon meson [24] ω (782) La fel 782,65 ± 0,12 0 - 1 −− 0 0 0 7,75 ± 0,07 × 10 −23 [f] π + + π⁰ + π⁻ o

π⁰ + γ

Meson phi [25] φ (1020) La fel s s 1019,445 ± 0,020 0 - 1 −− 0 0 0 1,55 ± 0,01 × 10 −22 [f] K + + K⁻ o

K⁰ S + K⁰ L o
( ρ + π ) / ( π + + π⁰ + π⁻ )

J / Psi [26] J / ψ La fel c c 3096,916 ± 0,011 0 - 1 −− 0 0 0 7,1 ± 0,2 × 10 −21 [f] Vezi modurile de descompunere J / psi (1S)
Upsilon Meson [27] ϒ (1S) La fel b b 9460,30 ± 0,26 0 - 1 −− 0 0 0 1,22 ± 0,03 × 10 −20 [f] Vedeți modurile de descompunere ale ϒ (1S)
Kaone [28] K ∗ + K ∗ ⁻ tu s 891,66 ± 0,026 1/2 1 - 1 0 0 ~ 7,35 × 10 −20 [f] [g] Vedeți modurile de descompunere ale lui K (892)
Kaone [28] K ∗ 0 K ∗ 0 d s 896,00 ± 0,025 1/2 1 - 1 0 0 7,346 ± 0,002 × 10 −20 [f] Vedeți modurile de descompunere ale lui K ∗ 0 (892)
Meson D [29] D ∗ + (2010) D ∗ ⁻ (2010) c d 2010,27 ± 0,17 1/2 1 - 0 +1 0 6,9 ± 1,9 × 10 −21 [f] D⁰ + π + o
D + + π⁰
Meson D [30] D ∗ 0 (2007) D ∗ 0 (2007) c u 2006,97 ± 0,19 1/2 1 - 0 +1 0 > 3,1 × 10 −22 [f] D⁰ + π⁰ o

D⁰ + γ

D ciudat Meson [31] D ∗ + s D ∗ ⁻ s c s 2112,3 ± 0,5 0 1 - +1 +1 0 > 3,4 × 10 −22 [f] D ∗ + + γ o

D ∗ + + π⁰

Meson B [32] B ∗ + B ∗ ⁻ tu b 5325,1 ± 0,5 1/2 1 - 0 0 +1 Necunoscut B + + γ
Meson B [32] B ∗ 0 B ∗ 0 d b 5325,1 ± 0,5 1/2 1 - 0 0 +1 necunoscut B⁰ + γ
B ciudat Meson [33] B ∗ 0 s B ∗ 0 s s b 5412,8 ± 1,3 0 1 - −1 0 +1 Necunoscut B⁰ s + γ
Meson B fermecat B ∗ + c B ∗ ⁻ c c b Necunoscut 0 1 - 0 +1 +1 Necunoscut Necunoscut

[f] PDG raportează lățimea rezonanței (Γ). Aici, în schimb, este dată conversia lui τ = ħ / Γ.
[g] Valoarea exactă depinde de metoda utilizată. Consultați secțiunea referințe pentru mai multe detalii.

Notă

  1. ^ (EN) Hideki Yukawa, Despre interacțiunea particulelor elementare (PDF), în Proceedings of the Physico-Mathematical Society of Japan, vol. 17, 1935, p. 48.
  2. ^ CMG Lattes, H. Muirhead, GPS Occhialini, CF Powell, Procesele care implică mezonii încărcați , în natură , vol. 159, nr. 4047, 1947, p. 694, DOI : 10.1038 / 159694a0 .
  3. ^ JJ Aubert și colab. (1974)
  4. ^ JE Augustin și colab. (1974)
  5. ^ SW Herb și colab. (1977)
  6. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - π +
  7. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - π⁰
  8. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - η Arhivat 5 iunie 2011 la Internet Archive .
  9. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - η ′
  10. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - η c
  11. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - η b
  12. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - K +
  13. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - K⁰
  14. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - K⁰ S
  15. ^ a b C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - K⁰ L
  16. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - D ±
  17. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - D⁰
  18. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - D + s
  19. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - B +
  20. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - B⁰
  21. ^ C. Amsler și colab . (2008): listări de particule - B⁰ s
  22. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - B + c
  23. ^ a b C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - ρ
  24. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - ω (782)
  25. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - φ
  26. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - J / Ψ
  27. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - ϒ (1S)
  28. ^ a b C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - K (892)
  29. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - D * + - (2010)
  30. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - D ∗ 0 (2007)
  31. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - D * + -
  32. ^ a b C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - B *
  33. ^ C. Amsler și colab . (2008): Listări de particule - B *

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tesauro BNCF 35424 · LCCN (EN) sh85083949 · GND (DE) 4169475-2 · BNF (FR) cb11980368z (dată) · NDL (EN, JA) 00.573.902
Fizică Portalul fizicii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu fizica