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:

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

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/c$^2$. Jej czas życia jest więc rzędu

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

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.