Rezonans (cząstka)

Rezonans – hadron nietrwały ze względu na oddziaływanie silne. Jego czas życia jest zwykle rzędu 10⁻²⁴ s. Ze względu na tak małą jego wartość masa rezonansu nie jest dobrze ustalona. Masy cząstki dane są rozkładem Breita-Wignera, który opisuje też kształt klasycznej krzywej rezonansowej, stąd nazwa.

Rozrzut mas cząstki jest konsekwencją zasady nieoznaczoności Heisenberga:

$\Delta E\Delta t\geqslant {\frac {\hbar }{2}},$

gdzie $E=mc^{2},$ $\hbar =h/(2\pi ),$ $h$ – stała Plancka. Cząstka o bardzo krótkim – a więc bardzo dobrze określonym czasie życia (małe $\Delta t$) ma więc duży rozrzut energii, a co za tym idzie, duży rozrzut mas.

Przykład: Cząstka $\Delta ^{++}(1232)$ ma rozkład masy o szerokości połówkowej Γ ≈ 118 MeV/c². Jej czas życia jest więc rzędu

$\tau \approx {\frac {\hbar }{2\Gamma c^{2}}}\approx 3\cdot 10^{-20}\ \mathrm {s} .$

Nie istnieją obecnie detektory pozwalające na bezpośredni pomiar toru lotu takiej cząstki. Cząstka $\Delta ^{++}(1232)$ o energii rzędu 10 GeV przeleci średnio jedynie 0,1 nm przed rozpadem – odległość porównywalną z rozmiarem pojedynczego atomu. Możliwy jest jedynie pomiar masy niezmienniczej produktów rozpadów cząstki.