Mezony

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Cząstki elementarne
leptony
e μ τ
νe νμ ντ
kwarki
u c t
d s b
nośniki oddziaływań
γ Z0 W± gluon g
hadrony
mezony
π K J/ψ
ϒ B D
bariony
p n Λ Δ
Σ Ξ Ω
bozony
fermiony

Mezonycząstki elementarne należące do hadronów, o liczbie barionowej B=0 oraz spinach całkowitych. Mezony zbudowane są z par kwark-antykwark, co jest związane z tym, że wypadkowy ładunek kolorowy cząstki musi być równy zeru (antykwark posiada antykolor kwarku). Wewnętrzna geometria mezonu może być określona poprzez geometrię Bolai-Łobaczewskiego i przypuszczalnie ma, tak jak grawitacja, naturę geometryczną.

Historycznie nazwa mezon dotyczyła cząstek o masie pośredniej (po grecku mesos – pośredni) między masą elektronu a masą protonu. Obecnie do mezonów zalicza się także wiele rezonansów o masach większych od masy protonu.

Do metatrwałych (trwałych ze względu na oddziaływanie silne) mezonów należą mezony π (piony), K (kaony), η, D i B, a do rezonansów mezonowych mezony ρ, ω, φ, J/ψ i Υ. Zgodnie z regułą OZI (sformułowaną po raz pierwszy przez Susumu Okubo, George’a Zweiga i Jugoro Izukę) silne rozpady mezonów związane z nieciągłymi liniami kwarkowymi są tłumione. Sprawia to, że lekkie stany mezonów ψ i Υ także są stosunkowo trwałe, gdyż mogą się rozpadać tylko w ten sposób. Reguła OZI powoduje też, że mezon φ rozpada się raczej na parę kaonów niż na trzy piony, mimo że ten drugi rozpad odpowiada większej różnicy masy i jest preferowany ze względu na czynnik przestrzeni fazowej[1].

Wszystkie metatrwałe mezony mają spin 0 i parzystość – chociaż dla B nie jest to pewne.

Jądro atomowe, interpretowane jako stany związane barionów, istnieje wskutek wymiany mezonów między barionami.

Historia[edytuj | edytuj kod]

W 1935 Hideki Yukawa opublikował teorię silnych oddziaływań jądrowych, która przewidywała istnienie cząstek o masie pośredniej między protonem a elektronem. Proponowano dla nich takie nazwy, jak barytron, yukon, mesotron, meson[2]. W 1936 Carl David Anderson odkrył cząstkę o odpowiedniej masie, dzisiaj nazywaną mionem, ale jej własności nie odpowiadały przewidywaniom teorii. Przewidywaną cząstkę, dziś nazywaną mezonem π albo pionem, odkrył Cecil Frank Powell.

Nazewnictwo[edytuj | edytuj kod]

Mezony pozbawione zapachu – różne możliwości i odpowiednie symbole są podane w tabeli:

  JPC = (0, 2…)− + (1, 3…)+ − (1,2…)− − (0, 1…)+ +
Skład kwarkowy 2S+1LJ =[n 1] ¹(S, D…)J ¹(P, F…)J ³(S, D…)J ³(P, F…)J
u \bar d\mbox{, }u \bar u - d\bar d\mbox{, }d\bar u[n 2] I = 1 π b ρ a
u \bar u + d \bar d \mbox{, }s \bar s[n 3] I = 0 η, η’ h, h’ φ, ω f, f’
c \bar c I = 0 ηc hc ψ[n 4] Χc
b \bar b I = 0 ηb hb Υ[n 5] Χb
t \bar t I = 0 ηt[n 6] ht θ Χt

Uwagi

  1. Zauważ, że niektóre kombinacje są zabronione: 0− −, 0+ −, 1− +, 2+ −, 3− +...
  2. Pierwszy rząd zawiera tryplety izospinowe: π, π0, π+ itp.
  3. Drugi rząd zawiera pary elementów: φ to prawdopodobnie stan s\bar s, a ω to stan u \bar u + d \bar d. W innych wypadkach nie jest znany dokładny skład, więc prim jest użyty dla rozróżnienia.
  4. Z powodów historycznych, stan 1³S1 mezonu ψ nazywa się J/ψ
  5. Symbol bottomonium to wielki ypsilon (może wyglądać jak igrek przy niektórych czcionkach)
  6. Mezony zawierające kwark szczytowy nie istnieją z powodu jego zbyt krótkiego czasu życia, ale są zarezerwowane symbole dla nich.

Mezony obdarzone zapachem:

kwark symbol kwark symbol
c D t T
s K (\bar K) b B (\bar B)

[3]

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Donald H. Perkins: Wstęp do fizyki wysokich energii. Wyd. II. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2005. ISBN 83-01-14246-4.
  2. Fizyka jądra atomowego i cząstek elementarnych, część 2 (pol.). [dostęp 2010-01-23].
  3. Naming scheme for hadrons (ang.). PDG. [dostęp 2011-10-30].

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]