Mezony

Mezonycząstki elementarne należące do hadronów, o liczbie barionowej B = 0 oraz spinach całkowitych. Mezony zbudowane są z par kwark-antykwark[1], 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 Bolyai-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, przy czym zgodnie z regułą OZI lekkie stany mezonów ψ i Υ są jednak stosunkowo trwałe[2].

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

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[3]. 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

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

 JPC =(0, 2…)− +(1, 3…)+ −(1,2…)− −(0, 1…)+ +
Skład kwarkowy2S+1LJ =[a]¹(S, D…)J¹(P, F…)J³(S, D…)J³(P, F…)J
ud, uu − dd, du[b]I = 1πbρa
uu + dd, ss[c]I = 0η, η’h, h’φ, ωf, f’
ccI = 0ηchcψ[d]χc
bbI = 0ηbhbΥ[e]χb
ttI = 0ηt[f]htθχt

Mezony obdarzone zapachem:

kwarksymbolkwarksymbol
cDtT
sKbB

[4]

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 ss, a ω to stan uu + dd. 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 tej grupy stanów 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.

Przypisy

  1. Mezony, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2021-07-29].
  2. Donald H. Perkins: Wstęp do fizyki wysokich energii. Wyd. II. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2005, s. 100-104, 122-123. ISBN 83-01-14246-4.
  3. Fizyka jądra atomowego i cząstek elementarnych, część 2 (pol.). [dostęp 2010-01-23].
  4. Naming scheme for hadrons (ang.). PDG. [dostęp 2011-10-30].

Zobacz też

Linki zewnętrzne