Mezony
Mezony – cząstki 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 kwarkowy | 2S+1LJ =[a] | ¹(S, D…)J | ¹(P, F…)J | ³(S, D…)J | ³(P, F…)J |
| ud, uu − dd, du[b] | I = 1 | π | b | ρ | a |
| uu + dd, ss[c] | I = 0 | η, η’ | h, h’ | φ, ω | f, f’ |
| cc | I = 0 | ηc | hc | ψ[d] | χc |
| bb | I = 0 | ηb | hb | Υ[e] | χb |
| tt | I = 0 | ηt[f] | ht | θ | χt |
Mezony obdarzone zapachem:
| kwark | symbol | kwark | symbol |
|---|---|---|---|
| c | D | t | T |
| s | K | b | B |
Uwagi
- ↑ Zauważ, że niektóre kombinacje są zabronione: 0− −, 0+ −, 1− +, 2+ −, 3− +...
- ↑ Pierwszy rząd zawiera tryplety izospinowe: π−, π0, π+ itp.
- ↑ 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.
- ↑ Z powodów historycznych, stan 1³S1 mezonu ψ nazywa się J/ψ
- ↑ Symbol tej grupy stanów to wielki ypsilon (może wyglądać jak igrek przy niektórych czcionkach)
- ↑ Mezony zawierające kwark szczytowy nie istnieją z powodu jego zbyt krótkiego czasu życia, ale są zarezerwowane symbole dla nich.
Przypisy
- ↑ Mezony, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2021-07-29].
- ↑ 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.
- ↑ Fizyka jądra atomowego i cząstek elementarnych, część 2 (pol.). [dostęp 2010-01-23].
- ↑ Naming scheme for hadrons (ang.). PDG. [dostęp 2011-10-30].