Un mezon este, în fizica particulelor , o particulă compusă (adică neelementară ) alcătuită dintr-un număr par de quark și antiquark .
Termenul „mezon” provine din grecescul μέσον , meson , care înseamnă „mijlocul, măsura corectă”.
Mesonii sunt hadroni cu un spin întreg și, prin urmare, aparțin familiei bosonilor .
În modelul standard , mezonii sunt compuși cu un număr par de quark și antiquark . Toți mezonii cunoscuți în prezent sunt particule virtuale , durata lor de viață este atât de scurtă.
Familia mezonilor este formată din:
Cuarcii de valență ai unui mezon pot exista ca o suprapunere a stărilor de aromă ; de exemplu, pionul neutru π 0 nu este format dintr-o pereche sus -antiup sau jos -antidown, ci dintr-o suprapunere a celor doi. Pseudoscalari mezoni (rotire 0 și paritate impar) au o energie minimă pentru a rupe, quark lor având o rotire opusă, în timp ce mezonilor vector (spin - 1) au două quarc având un spin paralel.
Toți mezonii sunt instabili și au o durată medie de viață foarte scurtă.
Acest tabel prezintă caracteristicile unor mezoni. Nu este exhaustiv.
Familie | Simbol | Antiparticulă | Quarks | A învârti |
Masă ( MeV / c 2 ) |
S | VS | B |
Durata de viață ( s ) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pion | π + | π - | ud̄ | 0 | 139,6 | 0 | 0 | 0 | 2,60 × 10 −8 |
π - | π + | ūd | 0 | 139,6 | 0 | 0 | 0 | 2,60 × 10 −8 | |
π 0 | Se | (uū - dd̄) / √2 | 0 | 135,0 | 0 | 0 | 0 | 0,83 × 10 −16 | |
Kaon | K + | K - | ne | 0 | 493,7 | +1 | 0 | 0 | 1,24 × 10 −8 |
K - | K + | ne | 0 | 493,7 | -1 | 0 | 0 | 1,24 × 10 −8 | |
K 0 | K̄ 0 | ds̄ | 0 | 497,7 | +1 | 0 | 0 | - | |
K S 0 | K S 0 | (ds̄ - sd̄) / √2 | 0 | 497,7 | - | 0 | 0 | 0,89 × 10 −10 | |
K L 0 | K L 0 | (ds̄ + sd̄) / √2 | 0 | 497,7 | - | 0 | 0 | 5,2 × 10 −8 | |
Eta | η 0 | Se | (uū + dd̄ - 2ss̄) / √6 | 0 | 548,8 | 0 | 0 | 0 | 5,0 × 10 −19 |
η ' | Se | (uū + dd̄ - ss̄) / √3 | 0 | 957,8 | 0 | 0 | 0 | 3,39 × 10 −21 | |
η c | Se | cc - | 0 | 2 980,3 | 0 | 0 | 0 | 2,30 × 10 −23 | |
η b | Se | bb - | 0 | 9,390,9 | 0 | 0 | 0 | - | |
Rho | ρ + | ρ - | ud̄ | 1 | 770 | 0 | 0 | 0 | 0,4 × 10 −23 |
ρ - | ρ + | ūd | 1 | 770 | 0 | 0 | 0 | 0,4 × 10 −23 | |
ρ 0 | Se | (uū - dd̄) / √2 | 1 | 770 | 0 | 0 | 0 | 0,4 × 10 −23 | |
Phi | φ | Se | ss̄ | 1 | 1.020 | 0 | 0 | 0 | 20 × 10 −23 |
D | D + | D - | CD | 0 | 1.869,4 | 0 | +1 | 0 | 10,6 × 10 −13 |
D - | D + | CD | 0 | 1.869,4 | 0 | -1 | 0 | 10,6 × 10 −13 | |
D 0 | D̄ 0 | cū | 0 | 1.864,6 | 0 | +1 | 0 | 4,2 × 10 −13 | |
D̄ 0 | D 0 | c̄u | 0 | 1.864,6 | 0 | -1 | 0 | 4,2 × 10 −13 | |
D S + | D S - | cs̄ | 0 | 1.969 | +1 | +1 | 0 | 4,7 × 10 −13 | |
D S - | D S + | c̄s | 0 | 1.969 | -1 | -1 | 0 | 4,7 × 10 −13 | |
J / Ψ | J / ψ | Se | CC | 1 | 3096,9 | 0 | 0 | 0 | 7,2 × 10 −21 |
B | B + | B - | ub̄ | 0 | 5,279 | 0 | 0 | +1 | 1,5 × 10 −12 |
B - | B + | ūb | 0 | 5,279 | 0 | 0 | -1 | 1,5 × 10 −12 | |
B 0 | B 0 | db̄ | 0 | 5,279 | 0 | 0 | +1 | 1,5 × 10 −12 | |
Upsilon | ϒ | Se | bb̄ | 1 | 9,460,4 | 0 | 0 | 0 | 1,3 × 10 −20 |
Înainte de descoperirea quarkurilor, mezonii erau considerați a fi vectorii de interacțiune puternică . În special, interacțiunea dintre nucleoni poate fi interpretată ca un schimb de pioni virtuali, oferind partea atractivă a potențialului Yukawa .
Primul mezon descoperit a fost pionul , în 1947 ( muonul , descoperit în 1936, a fost numit inițial „µ mezon”, dar ulterior a fost recunoscut ca lepton ). Inițial, Hideki Yukawa a numit aceste particule „mesotroni”, dar Werner Heisenberg - al cărui tată a fost profesor de greacă la Universitatea din München - i-a subliniat că termenul grecesc mesos nu avea un tr , de unde și termenul de „mezon”. .
În anii 1950 , fizicienii au studiat „dușurile” mezonilor produși din coliziuni nucleon-nucleon cu energie foarte mare și au identificat două mari familii de mezoni, una răspunzând respectiv teoriei lui Heisenberg și cealaltă teoriei Fermi .