Мезон - Meson

Эта статья о субатомной частице. Для программного обеспечения см. Мезон (программное обеспечение).

Мезоны

Сочинение	Композитный —кварки и антикварки
Статистика	Бозонный
Взаимодействия	Сильный, слабый, электромагнитный и сила тяжести
Теоретически	Хидеки Юкава (1935)
Обнаруженный	1947
Типы	~140 (Список )
Масса	Начиная с 134.9 МэВ / c^2 ( π^0 ) до 9,460 ГэВ / c^2 ( ϒ )
Электрический заряд	−1 е, 0 e, +1 e
Вращение	0, 1

В физика элементарных частиц, мезоны (/ˈмяzɒпz/ или же /ˈмɛzɒпz/) находятся адронный субатомные частицы состоит из одного кварк и один антикварк, связанные вместе сильные взаимодействия. Поскольку мезоны состоят из кварковых субчастиц, они имеют значительный физический размер - диаметр примерно в один дюйм. фемтометр (1×10⁻¹⁵ м),^[1] что примерно в 1,2 раза больше протон или же нейтрон. Все мезоны нестабильны, а самый долгоживущий длится всего несколько сотых микросекунды. Заряженные мезоны распадаются (иногда через посреднические частицы) с образованием электроны и нейтрино. Незаряженные мезоны могут распадаться на фотоны. Оба этих распада означают, что цвет больше не является собственностью побочных продуктов.

Вне ядра мезоны появляются в природе только как короткоживущие продукты столкновений очень высоких энергий между частицами, состоящими из кварков, такими как космические лучи (протоны и нейтроны высоких энергий) и барионная материя. Мезоны часто создаются искусственно в циклотрон при столкновении протонов, антипротоны, или другие частицы.

Мезоны более высоких энергий (более массивные) были созданы мгновенно в Большой взрыв, но сегодня считается, что они не играют роли в природе. Однако такие тяжелые мезоны регулярно рождаются в ускоритель частиц эксперименты, чтобы понять природу более тяжелых типов кварков, из которых состоят более тяжелые мезоны.

Мезоны входят в состав адрон семейство частиц, и определяются просто как частицы, состоящие из двух или более кварков. Остальные члены семейства адронов - это барионы: субатомные частицы, состоящие из нечетного числа валентных кварков (не менее 3), и некоторые эксперименты показывают доказательства экзотические мезоны, которые не имеют обычного содержания валентных кварков двух кварков (одного кварка и одного антикварка), но 4 или более.

Потому что у кварков есть спин 1/2, разница в количестве кварков между мезонами и барионами приводит к тому, что обычные двухкварковые мезоны бозоны, а барионы фермионы.

Каждому типу мезонов соответствует античастица (антимезон), в котором кварки заменены соответствующими им антикварками, и наоборот. Например, положительный пион (
π⁺
) состоит из одного верхнего кварка и одного нижнего антикварка; и соответствующая ему античастица отрицательный пион (
π⁻
), состоит из одного верхнего антикварка и одного нижнего кварка.

Поскольку мезоны состоят из кварков, они участвуют как в слабый и сильные взаимодействия. Мезоны с сеткой электрический заряд также участвовать в электромагнитное взаимодействие. Мезоны классифицируются в зависимости от их кваркового содержания: полный угловой момент, паритет и различные другие свойства, такие как C-четность и G-паритет. Хотя ни один из мезонов не является стабильным, более низкие масса тем не менее более стабильны, чем более массивные, и, следовательно, их легче наблюдать и изучать в ускорители частиц или в космический луч эксперименты. Мезоны также обычно менее массивны, чем барионы, а это означает, что они легче производятся в экспериментах и, таким образом, демонстрируют определенные явления с более высокой энергией более легко, чем барионы. Например, очаровательный кварк впервые был замечен в Дж / пси-мезон (
Дж / ψ
) в 1974 г.,^[2][3] и нижний кварк в ипсилон-мезон (
ϒ
) в 1977 году.^[4]

История

Из теоретических соображений в 1934 г. Хидеки Юкава^[5][6] предсказал существование и приблизительную массу «мезона» как носителя ядерная сила что держит атомные ядра вместе.^[7] Если бы не было ядерной силы, все ядра с двумя или более протоны разлетелся бы из-за электромагнитный отталкивание. Юкава назвал свою частицу-носитель мезон, от μέσος мезо, то Греческий слово для «промежуточного», потому что его предсказанная масса была между массой электрона и протона, который примерно в 1836 раз больше массы электрона. Юкава или Карл Дэвид Андерсон, кто открыл мюон, первоначально назвал частицу «мезотрон», но он был исправлен физиком Вернер Гейзенберг (чей отец был профессором греческого языка в Мюнхенский университет ). Гейзенберг указал, что в греческом слове «mesos» нет «tr».^[8]

Первый кандидат в мезон Юкавы, ныне известный в современной терминологии как мюон, был открыт в 1936 г. Карл Дэвид Андерсон и другие в продукты распада взаимодействия космических лучей. Мю-мезон имел примерно подходящую массу, чтобы быть носителем сильного ядерного взаимодействия Юкавы, но в течение следующего десятилетия стало очевидно, что это не та частица. В конце концов было обнаружено, что «мю-мезон» вообще не участвует в сильном ядерном взаимодействии, а скорее ведет себя как тяжелая версия электрон, и в конечном итоге был классифицирован как лептон как электрон, а не мезон. Делая этот выбор, физики решили, что классификация частиц должна определяться свойствами, отличными от массы частицы.

Были годы задержки в исследованиях субатомных частиц во время Вторая Мировая Война (1939–1945), когда большинство физиков работали над прикладными проектами для нужд военного времени. Когда в августе 1945 года закончилась война, многие физики постепенно вернулись к мирным исследованиям. Первый настоящий мезон, который был обнаружен, был позже назван "пи-мезон "(или пион). Это открытие было сделано в 1947 г. Сесил Пауэлл, Сезар Латтес, и Джузеппе Оккиалини, которые исследовали продукты космических лучей на Бристольский университет в Англия, основанный на фотопленках, размещенных в Андах. Некоторые из этих мезонов имели примерно ту же массу, что и уже известный мю-мезон, но, похоже, распадались на него, ведущий физик Роберт Маршак выдвинуть гипотезу в 1947 г. о том, что на самом деле это был новый и другой мезон. В течение следующих нескольких лет новые эксперименты показали, что пион действительно участвует в сильных взаимодействиях. Пион (как виртуальная частица ) также считается основным носителем силы для ядерная сила в атомные ядра. Другие мезоны, например виртуальные ро-мезоны также участвуют в посредничестве этой силы, но в меньшей степени. После открытия пиона Юкава был награжден премией 1949 г. Нобелевская премия по физике за его предсказания.

В прошлом слово мезон иногда использовалось для обозначения любой носитель силы, такой как "Z⁰ мезон ", который участвует в посредничестве слабое взаимодействие.^[9] Однако такое использование перестало быть популярным, и теперь мезоны определяются как частицы, состоящие из пар кварков и антикварков.

Обзор

Спин, орбитальный угловой момент и полный угловой момент

Основные статьи: Спин (физика), оператор углового момента, Полный угловой момент, и Квантовые числа

Вращение (квантовое число S) является вектор количество, которое представляет собой «внутреннее» угловой момент частицы. Он идет с шагом 1/2 час. В час часто опускается, потому что это «основная» единица вращения, и подразумевается, что «спин 1» означает «спин 1».час". (В некоторых системах натуральные единицы, час выбрано равным 1 и поэтому не фигурирует в уравнениях.)

Кварки находятся фермионы - именно в этом случае частицы со спином 1/2 (S = 1/2). Поскольку проекции вращения меняются с шагом 1 (то есть 1час) одиночный кварк имеет спиновый вектор длины 1/2, и имеет две проекции спина (S_z = +1/2 и S_z = −+1/2). Спины двух кварков могут быть выровнены, и в этом случае два вектора спина складываются, чтобы получить вектор длины S = 1 и три проекции спина (S_z = +1, S_z = 0 и S_z = −1), называемый спин-1 триплет. Если два кварка имеют невыровненные спины, векторы спина складываются, чтобы получить вектор длины S = 0 и только одну проекцию спина (S_z = 0), называемый спин-0 синглет. Поскольку мезоны состоят из одного кварка и одного антикварка, их можно найти в триплетных и синглетных спиновых состояниях. Последние называются скалярные мезоны или же псевдоскалярные мезоны, в зависимости от их четности (см. ниже).

Есть еще одна величина квантованного углового момента, называемая орбитальный угловой момент (квантовое число L), то есть момент количества движения кварков, вращающихся вокруг друг друга, и прибавляется с шагом 1час. Полный угловой момент (квантовое число J) частицы представляет собой комбинацию собственного углового момента (спина) и орбитального углового момента. Может принимать любое значение от J = |L − S| к J = |L + S|, с шагом 1.

Квантовые числа углового момента мезона для L = 0, 1, 2, 3

S	L	J	п	Jп
0	0	0	−	0^−
	1	1	+	1^+
	2	2	−	2^−
	3	3	+	3^+
1	0	1	−	1^−
	1	2, 1, 0	+	2^+, 1^+, 0^+
	2	3, 2, 1	−	3^−, 2^−, 1^−
	3	4, 3, 2	+	4^+, 3^+, 2^+

Физиков элементарных частиц больше всего интересуют мезоны без орбитального углового момента (L = 0), поэтому двумя наиболее изученными группами мезонов являются S = 1; L = 0 и S = 0; L = 0, что соответствует J = 1 и J = 0, хотя они не единственные. Также возможно получить J = 1 частицы из S = 0 и L = 1. Как отличить S = 1, L = 0 и S = 0, L = 1 мезоны - активная область исследований в мезонная спектроскопия.^[10]

Паритет

Основная статья: Четность (физика)

Если бы Вселенная была отражена в зеркале, большинство законов физики были бы идентичны - вещи вели бы себя одинаково, независимо от того, что мы называем «левым» и что мы называем «правым». Эта концепция зеркального отражения называется паритет (п). Сила тяжести, то электромагнитная сила, а сильное взаимодействие все ведут себя одинаково, независимо от того, отражается ли вселенная в зеркале, и поэтому говорят, что сохранять паритет (P-симметрия). Тем не менее слабое взаимодействие делаетотличить «левое» от «правого», это явление называется нарушение четности (P-нарушение).

Исходя из этого, можно подумать, что если волновая функция для каждой частицы (точнее, квантовое поле для каждого типа частиц) были одновременно зеркально перевернуты, тогда новый набор волновых функций полностью удовлетворял бы законам физики (за исключением слабого взаимодействия). Оказывается, это не совсем так: для того, чтобы уравнения были удовлетворены, волновые функции определенных типов частиц должны быть умножены на -1, в дополнение к зеркальному обращению. Говорят, что такие типы частиц имеют отрицательный или же странный паритет (п = −1 или альтернативно п = -), тогда как другие частицы говорят, что имеют положительный или же четное паритет (п = +1 или альтернативно п = +).

Для мезонов четность связана с орбитальным угловым моментом соотношением:^[11]

${displaystyle P=left(-1ight)^{L+1}}$

где L является результатом четности соответствующих сферическая гармоника из волновая функция. «+1» происходит из-за того, что, согласно Уравнение Дирака, кварк и антикварк имеют противоположные внутренние четности. Следовательно, внутренняя четность мезона - это произведение внутренних четностей кварка (+1) и антикварка (−1). Поскольку они разные, их произведение равно -1, и поэтому он дает «+1», который появляется в экспоненте.

Как следствие, все мезоны без орбитального углового момента (L = 0) имеют нечетную четность (п = −1).

C-четность

Основная статья: C-четность

C-четность определена только для мезонов, которые являются их собственными античастицами (т.е. нейтральные мезоны). Он показывает, остается ли волновая функция мезона той же самой при обмене их кварка на их антикварк.^[12] Если

${displaystyle |q{ar {q}}angle =|{ar {q}}qangle }$

тогда мезон "C четный" (C = +1). С другой стороны, если

${displaystyle |q{ar {q}}angle =-|{ar {q}}qangle }$

тогда мезон "C нечетный" (C = −1).

C-четность редко изучается сама по себе, но чаще в сочетании с P-четностью в CP-паритет. Считалось, что CP-четность сохраняется, но позже было обнаружено, что она нарушена в слабые взаимодействия.^[13][14][15]

G-паритет

Основная статья: G-паритет

G-четность является обобщением C-четности. Вместо простого сравнения волновой функции после обмена кварками и антикварками, он сравнивает волновую функцию после обмена мезоном на соответствующий антимезон, независимо от содержания кварков.^[16]

Если

${displaystyle |q_{1}{ar {q}}_{2}angle =|{ar {q}}_{1}q_{2}angle }$

тогда мезон является «четным G» (G = +1). С другой стороны, если

${displaystyle |q_{1}{ar {q}}_{2}angle =-|{ar {q}}_{1}q_{2}angle }$

тогда мезон является «G нечетным» (G = −1).

Изоспин и заряд

Основная статья: Изоспин

Комбинации одного кварка u, d или s и одного антикварка u, d или s в J^п = 0⁻ конфигурация формы нонет.

Комбинации одного кварка u, d или s и одного антикварка u, d или s в J^п = 1⁻ конфигурации тоже образуют нонет.

Концепция изоспина была впервые предложена Вернер Гейзенберг в 1932 году, чтобы объяснить сходство между протонами и нейтронами под сильное взаимодействие.^[17] Хотя у них были разные электрические заряды, их массы были настолько похожи, что физики полагали, что на самом деле это одна и та же частица. Различные электрические заряды были объяснены как результат какого-то неизвестного возбуждения, подобного спину. Это неизвестное возбуждение позже было названо изоспин к Юджин Вигнер в 1937 г.^[18] Когда были открыты первые мезоны, их тоже видели глазами изоспина, и поэтому считалось, что три пиона - это одна и та же частица, но в разных изоспиновых состояниях.

Эта вера длилась до Мюррей Гелл-Манн предложил кварковая модель в 1964 г. (первоначально содержал только кварки u, d и s).^[19] Успех изоспиновой модели теперь понимается как результат схожести масс u- и d-кварков. Поскольку u- и d-кварки имеют одинаковые массы, частицы, состоящие из одного и того же количества кварков, также имеют одинаковые массы. Точный конкретный состав u- и d-кварков определяет заряд, поскольку u-кварки несут заряд ++2/3 тогда как d-кварки несут заряд −+1/3. Например, все три пиона имеют разные заряды (
π⁺
(
ты

d
),
π⁰
(а квантовая суперпозиция из
ты

ты
и
d

d
состояния),
π⁻
(
d

ты
)), но имеют схожие массы (c. 140 МэВ /c²), поскольку каждый из них состоит из одинакового общего количества верхних и нижних кварков и антикварков. В рамках модели изоспина они считались одной частицей в разных заряженных состояниях.

Математика изоспина была смоделирована после математики спина. Проекции изоспина изменялись с шагом 1, как и проекции спина, и с каждой проекцией был связан символ "заряженное состояние ". Поскольку" пионная частица "имела три" заряженных состояния ", было сказано, что она имеет изоспиновый я = 1. Его "заряженные состояния"
π⁺
,
π⁰
, и
π⁻
, соответствовали проекциям изоспина я₃ = +1, я₃ = 0 и я₃ = −1 соответственно. Другой пример - "ро частица ", также с тремя заряженными состояниями. Его" заряженные состояния "
ρ⁺
,
ρ⁰
, и
ρ⁻
, соответствовали проекциям изоспина я₃ = +1, я₃ = 0 и я₃ = −1 соответственно. Позже было отмечено, что проекции изоспина связаны с верхним и нижним кварковым содержанием частиц соотношением

${displaystyle I_{3}={frac {1}{2}}left[left(n_{u}-n_{ar {u}}ight)-left(n_{d}-n_{ar {d}}ight)ight],}$

где п 's - количество верхних и нижних кварков и антикварков.

В «изоспиновой картине» три пиона и три rhos считались разными состояниями двух частиц. Однако в кварковой модели rhos представляют собой возбужденные состояния пионов. Изоспин, хотя и передает неточную картину вещей, по-прежнему используется для классификации адронов, что приводит к неестественной и часто сбивающей с толку номенклатуре. Поскольку мезоны являются адронами, также используется классификация изоспина с я₃ = +1/2 для верхних кварков и нижних антикварков, и я₃ = −1/2 для верхних антикварков и нижних кварков.

Квантовые числа вкуса

Основная статья: Вкус (физика частиц) § Квантовые числа аромата

В странность квантовое число S (не путать со спином) было замечено, что оно идет вверх и вниз вместе с массой частицы. Чем больше масса, тем меньше странность (тем больше s-кварков). Частицы могут быть описаны с помощью проекций изоспина (связанных с зарядом) и странности (массы) (см. Рисунки uds nonet). Когда были открыты другие кварки, были созданы новые квантовые числа, описывающие udc и udb нонеты аналогично. Поскольку только массы u и d похожи, это описание массы и заряда частицы в терминах изоспина и квантовых чисел аромата хорошо работает только для нонетов, состоящих из одного кварка u, одного d и одного другого кварка, и распадается для других нонетов ( например ucb nonet). Если бы все кварки имели одинаковую массу, их поведение можно было бы назвать симметричный, потому что все они будут вести себя одинаково по отношению к сильному взаимодействию. Однако, поскольку кварки не имеют одинаковой массы, они не взаимодействуют одинаково (точно так же, как электрон, помещенный в электрическое поле, будет ускоряться больше, чем протон, помещенный в то же поле, из-за своей более легкой массы), а симметрия как говорят сломанный.

Было отмечено, что обвинение (Q) был связан с проекцией изоспина (я₃), барионное число (B) и ароматические квантовые числа (S, C, B′, Т) посредством Формула Гелл-Манна – Нисиджимы:^[20]

${displaystyle Q=I_{3}+{frac {1}{2}}(B+S+C+B^{prime }+T),}$

куда S, C, B', и Т представляют странность, очарование, бездонность и вершина квантовые числа аромата соответственно. Они связаны с числом странных, очаровательных, нижних и верхних кварков и антикварков соотношениями:

${displaystyle {egin{aligned}S&=-(n_{s}-n_{ar {s}})C&=+(n_{c}-n_{ar {c}})B^{prime }&=-(n_{b}-n_{ar {b}})T&=+(n_{t}-n_{ar {t}}),end{aligned}}}$

Это означает, что формула Гелл-Манна-Нисидзима эквивалентна выражению заряда через кварковое содержание:

${displaystyle Q={frac {2}{3}}[(n_{u}-n_{ar {u}})+(n_{c}-n_{ar {c}})+(n_{t}-n_{ar {t}})]-{frac {1}{3}}[(n_{d}-n_{ar {d}})+(n_{s}-n_{ar {s}})+(n_{b}-n_{ar {b}})].}$

Классификация

Мезоны делятся на группы по их изоспин (я), полный угловой момент (J), паритет (п), G-паритет (грамм) или же C-четность (C) если применимо, и кварк (q) содержание. Правила классификации определяются Группа данных о частицах, и довольно запутаны.^[21] Правила представлены ниже в табличной форме для простоты.

Типы мезонов

Мезоны подразделяются на типы в зависимости от их спиновой конфигурации. Некоторым конкретным конфигурациям даны специальные имена, основанные на математических свойствах их спиновой конфигурации.

Типы мезонов^[22]

Тип	S	L	п	J	Jп
Псевдоскалярный мезон	0	0	−	0	0^−
Псевдовекторный мезон	0, 1	1	+	1	1^+
Векторный мезон	1	0, 2	−	1	1^−
Скалярный мезон	0	1	+	0	0^+
Тензорный мезон	1	1, 3	+	2	2^+

Номенклатура

Мезоны без запаха

Мезоны без запаха - это мезоны, состоящие из пары кварков и антикварков одного аромата (все их квантовые числа аромата равны нулю: S = 0, C = 0, B′ = 0, Т = 0).^[23] Правила для мезонов без запаха:^[21]

Номенклатура мезонов без запаха

q q содержание	JпC†	я
		0^−+, 2^−+, 4^−+, ...	1^+−, 3^+−, 5^+−, ...	1^−−, 2^−−, 3^−−, ...	0^++, 1^++, 2^++, ...
ты d ${displaystyle mathrm { frac {u{ar {u}}-d{ar {d}}}{sqrt {2}}} }$ d ты	1	π^+ π^0 π^−	б^+ б^0 б^−	ρ^+ ρ^0 ρ^−	а^+ а^0 а^−
Смесь ты ты , d d , s s	0	η η ′	час час'	ω ϕ	ж f ′
c c	0	η c	часc	ψ††	χc
б б	0	η б	часб	ϒ	χб
т т	0	η т	част	θ	χт

^† ^ Четность C актуальна только для нейтральных мезонов.
^†† ^ За J^ПК=1⁻⁻, ψ называется
Дж / ψ

Кроме того:

• Когда спектроскопическое состояние мезона известен, он добавлен в скобки.
• Когда спектроскопическое состояние неизвестно, масса (в МэВ /c²) добавляется в скобки.
• Когда мезон находится в своем основное состояние, в скобках ничего не добавляется.

Ароматизированные мезоны

Ароматизированные мезоны - это мезоны, состоящие из пары кварков и антикварков разного вкуса. В этом случае правила проще: главный символ зависит от более тяжелого кварка, верхний индекс зависит от заряда, а нижний индекс (если есть) зависит от более легкого кварка. В табличной форме это:^[21]

Номенклатура ароматизированных мезонов

Кварк	Антикварк
	вверх	вниз	очарование	странный	верх	Нижний
вверх	—	[23]	D^0	K^+	Т^0	B^+
вниз	[23]	—	D^−	K^0	Т^−	B^0
очарование	D^0	D^+	—	D^+ s	Т^0 c	B^+ c
странный	K^−	K^0	D^− s	—	Т^− s	B^0 s
верх	Т^0	Т^+	Т^0 c	Т^+ s	—	Т^+ б
Нижний	B^−	B^0	B^− c	B^0 s	Т^− б	—

Кроме того:

• Если J^п входит в "нормальную серию" (т. е. J^п = 0⁺, 1⁻, 2⁺, 3⁻, ...) добавляется верхний индекс ∗.
• Если мезон не псевдоскалярный (J^п = 0⁻) или вектор (J^п = 1⁻), J добавляется как нижний индекс.
• Когда спектроскопическое состояние мезона известен, он добавлен в скобки.
• Когда спектроскопическое состояние неизвестно, масса (в МэВ /c²) добавляется в скобки.
• Когда мезон находится в своем основное состояние, в скобках ничего не добавляется.

Экзотические мезоны

Основная статья: Экзотический мезон

Имеются экспериментальные данные о частицах, которые адроны (т.е. состоят из кварков) и нейтральны по цвету с нулевым барионным числом, и поэтому по общепринятому определению являются мезонами. Тем не менее, эти частицы не состоят из одной пары кварк / антикварк, как все другие обычные мезоны, рассмотренные выше. Предварительная категория для этих частиц: экзотические мезоны.

Существует по крайней мере пять экзотических мезонных резонансов, существование которых было экспериментально подтверждено двумя или более независимыми экспериментами. Наиболее статистически значимым из них является Z (4430), обнаруженный Belle эксперимент в 2007 г. и подтверждено LHCb в 2014 году. Кандидат в тетракварк: частица, состоящая из двух кварков и двух антикварков.^[24] См. Основную статью выше, в которой описаны резонансы других частиц, которые могут быть экзотическими мезонами.

Список

Основная статья: Список мезонов

Псевдоскалярные мезоны

Имя частицы	Частицы символ	Античастица символ	Кварк содержание	Масса покоя (МэВ /c^2)	яграмм	JпC	S	C	B '	Средняя продолжительность жизни (s )	Обычно распадается на (> 5% распадов)
Пион[25]	π^+	π^−	ты d	139.57018±0.00035	1^−	0^−	0	0	0	(2.6033±0.0005)×10^−8	μ^+ + ν μ
Пион[26]	π^0	Себя	${displaystyle mathrm { frac {u{ar {u}}-d{ar {d}}}{sqrt {2}}} ,}$[а]	134.9766±0.0006	1^−	0^−+	0	0	0	(8.4±0.6)×10^−17	γ + γ
Эта мезон[27]	η	Себя	${displaystyle mathrm { frac {u{ar {u}}+d{ar {d}}-2s{ar {s}}}{sqrt {6}}} ,}$[а]	547.853±0.024	0^+	0^−+	0	0	0	(5.0±0.3)×10^−19[b]	γ + γ или же π^0 + π^0 + π^0 или же π^+ + π^0 + π^−
Эта прайм-мезон[28]	η ′ (958)	Себя	${displaystyle mathrm { frac {u{ar {u}}+d{ar {d}}+s{ar {s}}}{sqrt {3}}} ,}$[а]	957.66±0.24	0^+	0^−+	0	0	0	(3.2±0.2)×10^−21[b]	π^+ + π^− + η или же ( ρ^0 + γ ) / ( π^+ + π^− + γ ) или же π^0 + π^0 + η
Зачарованный эта мезон[29]	η c (1S)	Себя	c c	2980.3±1.2	0^+	0^−+	0	0	0	(2.5±0.3)×10^−23[b]	Видеть η c режимы распада
Нижний эта-мезон[30]	η б (1S)	Себя	б б	9300±40	0+	0−+	0	0	0	Неизвестный	Видеть η б режимы распада
Каон[31]	K^+	K^−	ты s	493.677±0.016	​^1⁄2	0^−	1	0	0	(1.2380±0.0021)×10^−8	μ^+ + ν μ или же π^+ + π^0 или же π^0 + е^+ + ν е или же π^+ + π^0
Каон[32]	K^0	K^0	d s	497.614±0.024	​^1⁄2	0^−	1	0	0	[c]	[c]
K-шорт[33]	K^0 S	Себя	${displaystyle mathrm { frac {d{ar {s}}-s{ar {d}}}{sqrt {2}}} ,}$[e]	497.614±0.024[d]	​^1⁄2	0^−	(*)	0	0	(8.953±0.005)×10^−11	π^+ + π^− или же π^0 + π^0
K-Long[34]	K^0 L	Себя	${displaystyle mathrm { frac {d{ar {s}}+s{ar {d}}}{sqrt {2}}} ,}$[e]	497.614±0.024[d]	​^1⁄2	0^−	(*)	0	0	(5.116±0.020)×10^−8	π^± + е^∓ + ν е или же π^± + μ^∓ + ν μ или же π^0 + π^0 + π^0 или же π^+ + π^0 + π^−
D-мезон[35]	D^+	D^−	c d	1869.62±0.20	​^1⁄2	0^−	0	+1	0	(1.040±0.007)×10^−12	Видеть D^+ режимы распада
D-мезон[36]	D^0	D^0	c ты	1864.84±0.17	​^1⁄2	0^−	0	+1	0	(4.101±0.015)×10^−13	Видеть D^0 режимы распада
странный D-мезон[37]	D^+ s	D^− s	c s	1968.49±0.34	0	0^−	+1	+1	0	(5.00±0.07)×10^−13	Видеть D^+ s режимы распада
B-мезон[38]	B^+	B^−	ты б	5279.15±0.31	​^1⁄2	0−	0	0	+1	(1.638±0.011)×10^−12	Видеть B^+ режимы распада
B-мезон[39]	B^0	B^0	d б	5279.53±33	​^1⁄2	0−	0	0	+1	(1.530±0.009)×10^−12	Видеть B^0 режимы распада
Странный B-мезон[40]	B^0 s	B^0 s	s б	5366.3±0.6	0	0−	−1	0	+1	1.470+0.026 −0.027×10^−12	Видеть B^0 s режимы распада
Зачарованный мезон B[41]	B^+ c	B^− c	c б	6276±4	0	0−	0	+1	+1	(4.6±0.7)×10^−13	Видеть B^+ c режимы распада

^[а] ^ Состав неточен из-за ненулевых масс кварков.
^[b] ^ PDG сообщает ширина резонанса (Γ). Здесь преобразование τ =^час⁄_Γ дается взамен.
^[c] ^ Сильный собственное состояние. Нет определенного срока службы (см. Каон отмечает ниже)
^[d] ^ Масса
K⁰
_L и
K⁰
_S даны как
K⁰
. Однако известно, что разница в массах
K⁰
_L и
K⁰
_S в порядке 2.2×10⁻¹¹ МэВ /c² существуют.^[34]
[e] ^ Слабый собственное состояние. Макияж отсутствует мелкий CP – нарушающий срок (см. заметки о нейтральных каонах ниже).

Векторные мезоны

Частицы имя	Частицы символ	Античастица символ	Кварк содержание	Масса покоя (МэВ /c^2)	яграмм	JпC	S	C	B '	Средняя продолжительность жизни (s )	Обычно распадается на (> 5% распадов)
Заряженный ро-мезон[42]	ρ^+ (770)	ρ^− (770)	ты d	775.4±0.4	1^+	1^−	0	0	0	~4.5×10^−24[f][грамм]	π^± + π^0
Нейтральный ро-мезон[42]	ρ^0 (770)	Себя	${displaystyle mathrm { frac {u{ar {u}}-d{ar {d}}}{sqrt {2}}} }$	775.49±0.34	1^+	1^−−	0	0	0	~4.5×10^−24[f][грамм]	π^+ + π^−
Омега-мезон[43]	ω (782)	Себя	${displaystyle mathrm { frac {u{ar {u}}+d{ar {d}}}{sqrt {2}}} }$	782.65±0.12	0^−	1^−−	0	0	0	(7.75±0.07)×10^−23[f]	π^+ + π^0 + π^− или же π^0 + γ
Фи-мезон[44]	ϕ (1020)	Себя	s s	1019.445±0.020	0^−	1^−−	0	0	0	(1.55±0.01)×10^−22[f]	K^+ + K^− или же K^0 S + K^0 L или же ( ρ + π ) / ( π^+ + π^0 + π^− )
Дж / пси[45]	Дж / ψ	Себя	c c	3096.916±0.011	0^−	1^−−	0	0	0	(7.1±0.2)×10^−21[f]	Видеть Дж / ψ (1S) режимы распада
Ипсилон-мезон[46]	ϒ (1S)	Себя	б б	9460.30±0.26	0^−	1^−−	0	0	0	(1.22±0.03)×10^−20[f]	Видеть ϒ (1S) режимы распада
Каон[47]	K^∗+	K^∗−	ты s	891.66±0.026	​^1⁄2	1^−	1	0	0	~7.35×10^−20[f][грамм]	Видеть K^∗ (892) моды распада
Каон[47]	K^∗0	K^∗0	d s	896.00±0.025	​^1⁄2	1^−	1	0	0	(7.346±0.002)×10^−20[f]	Видеть K^∗ (892) моды распада
D-мезон[48]	D^∗+ (2010)	D^∗− (2010)	c d	2010.27±0.17	​^1⁄2	1−	0	+1	0	(6.9±1.9)×10^−21[f]	D^0 + π^+ или же D^+ + π^0
D-мезон[49]	D^∗0 (2007)	D^∗0 (2007)	c ты	2006.97±0.19	​^1⁄2	1−	0	+1	0	>3.1×10^−22[f]	D^0 + π^0 или же D^0 + γ
странный D-мезон[50]	D^∗+ s	D^∗− s	c s	2112.3±0.5	0	1−	+1	+1	0	>3.4×10^−22[f]	D^∗+ + γ или же D^∗+ + π^0
B-мезон[51]	B^∗+	B^∗−	ты б	5325.1±0.5	​^1⁄2	1−	0	0	+1	Неизвестный	B^+ + γ
B-мезон[51]	B^∗0	B^∗0	d б	5325.1±0.5	​^1⁄2	1−	0	0	+1	Неизвестный	B^0 + γ
Странный B-мезон[52]	B^∗0 s	B^∗0 s	s б	5412.8±1.3	0	1−	−1	0	+1	Неизвестный	B^0 s + γ
Зачарованный мезон B^†	B^∗+ c	B^∗− c	c б	Неизвестный	0	1−	0	+1	+1	Неизвестный	Неизвестный

^[f] ^ PDG сообщает ширина резонанса (Γ). Здесь преобразование τ =^час⁄_Γ дается взамен.
^[грамм] ^ Точное значение зависит от используемого метода. См. Данную ссылку для подробностей.

Примечания к нейтральным каонам

Есть две сложности с нейтральный каоны:^[13]

• Из-за смешивание нейтральных каонов, то
  K⁰
  _S и
  K⁰
  _L не собственные состояния из странность. Однако они находятся собственные состояния слабая сила, что определяет, как они разлагаться, значит, это частицы с определенным продолжительность жизни.
• В линейные комбинации приведено в таблице для
  K⁰
  _S и
  K⁰
  _L не совсем верны, так как есть небольшая поправка из-за Нарушение CP. Видеть Нарушение CP в каонах.

Обратите внимание, что эти проблемы в принципе существуют и для других нейтральных ароматный мезоны; однако слабые собственные состояния считаются отдельными частицами только для каонов из-за их резко различающихся времен жизни.^[13]

Смотрите также

• Стандартная модель
• Мезонная молекула

Примечания

1. Д. Гриффитс (2008)
2. J.J. Обер и другие. (1974)
3. Дж. Э. Огюстен и другие. (1974)
4. С.В. Трава и другие. (1977)
5. "Нобелевская премия по физике 1949 г.". Презентационная речь. Благородный фонд. 1949 г.
6. Х. Юкава, (1935)
7. Хидеки ЮКАВА (1935). «О взаимодействии элементарных частиц. I». Nippon Sugaku-Buturigakkwai Kizi Dai 3 Ki.日本 物理学 会 、 日本 数学 会. 17: 48–57. Дои:10.11429 / ppmsj1919.17.0_48.
8. Г. Гамов, (1961)
9. Дж. Стейнбергер, (1998)
10. «Частицы Стандартной модели». pdfslide.net. Получено 24 мая 2020.
11. Amsler, C .; и другие. (Группа данных по частицам) (2008). «Модель кварка» (PDF). Отзывы.
12. РС. Соцци (2008b)
13. J.W. Кронин (1980)
14. В.Л. Fitch (1980)
15. РС. Соцци (2008c)
16. К. Готфрид, В.Ф. Вайскопф (1986)
17. В. Гейзенберг (1932)
18. Э. Вигнер (1937)
19. М. Гелл-Манн (1964)
20. С.С.М. Вонг (1998)
21. К. Амслер и другие. (2008): Схема именования адронов
22. МЫ. Бурчам, М. Джобс (1995)
23. Для целей номенклатуры проекция изоспина я₃ не считается квантовым числом аромата. Это означает, что заряженные пионоподобные мезоны (π^±, а^±, б^±, а ρ^± мезоны) следуют правилам мезонов без запаха, даже если они на самом деле не «без запаха».
24. Соавторы LHCb (2014): Наблюдение резонансного характера Z (4430) - состояния.
25. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    π^±
    
26. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    π⁰
    
27. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    η
    
28. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    η ′
    
29. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    η
    _c
30. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    η
    _б
31. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    K^±
    
32. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    K⁰
    
33. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    K⁰
    _S
34. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    K⁰
    _L
35. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    D^±
    
36. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    D⁰
    
37. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    D^±
    _s
38. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    B^±
    
39. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    B⁰
    
40. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    B⁰
    _s
41. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    B^±
    _c
42. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    ρ
    
43. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    ω
    (782)
44. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    ϕ
    
45. К. Амслер и другие. (2008): Перечень частиц - J / Ψ
46. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    ϒ
    (1S)
47. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    K^∗
    (892)
48. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    D^∗±
    (2010)
49. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    D^∗0
    (2007)
50. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    D^∗±
    _s
51. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    B^∗
    
52. К. Амслер и другие. (2008): Списки частиц -
    B^∗
    _s

Рекомендации

• РС. Соцци (2008a). «Паритет». Дискретные симметрии и нарушение CP: от эксперимента к теории. Oxford University Press. стр.15 –87. ISBN  978-0-19-929666-8.
• РС. Соцци (2008b). «Спряжение зарядов». Дискретные симметрии и нарушение CP: от эксперимента к теории. Oxford University Press. стр.88 –120. ISBN  978-0-19-929666-8.
• РС. Соцци (2008c). «CP-симметрия». Дискретные симметрии и нарушение CP: от эксперимента к теории. Oxford University Press. стр.231 –275. ISBN  978-0-19-929666-8.
• К. Амслер (Группа данных о частицах ); и другие. (2008). «Обзор физики элементарных частиц» (PDF). Письма по физике B. 667 (1): 1–1340. Bibcode:2008ФЛБ..667 .... 1А. Дои:10.1016 / j.physletb.2008.07.018. PMID  10020536.
• S.S.M. Вонг (1998). «Структура нуклона». Введение в ядерную физику (2-е изд.). Нью-Йорк (NY): Джон Уайли и сыновья. С. 21–56. ISBN  0-471-23973-9.
• МЫ. Бурчам, М. Джобс (1995). Ядерная физика и физика элементарных частиц (2-е изд.). Издательство Longman Publishing. ISBN  0-582-45088-8.
• Д. Гриффитс (2008). Введение в элементарные частицы (2-е изд.). Вайли-ВЧ. ISBN  978-3-527-40601-2.
• Р. Шанкар (1994). Принципы квантовой механики (2-е изд.). Нью-Йорк (NY): Пленум Пресс. ISBN  0-306-44790-8.
• Дж. Штейнбергер (1989). «Эксперименты с пучками нейтрино высоких энергий». Обзоры современной физики. 61 (3): 533–545. Bibcode:1989РвМП ... 61..533С. Дои:10.1103 / RevModPhys.61.533. PMID  17747881.
• К. Готфрид, В.Ф. Вайскопф (1986). «Адронная спектроскопия: G-четность». Концепции физики элементарных частиц. 2. Oxford University Press. стр.303 –311. ISBN  0-19-503393-0.
• J.W. Кронин (1980). «Нарушение CP-симметрии - поиск его происхождения» (PDF). Нобелевский фонд.
• В.Л. Fitch (1980). «Открытие заряда - асимметрия четности сопряжения» (PDF). Нобелевский фонд.
• С.В. Трава; Hom, D .; Lederman, L .; Sens, J .; Снайдер, H .; Йо, Дж .; Appel, J .; Браун, В .; и другие. (1977). «Наблюдение димюонного резонанса на энергии 9,5 Гэв в столкновениях протонов с ядрами с энергией 400 ГэВ». Письма с физическими проверками. 39 (5): 252–255. Bibcode:1977PhRvL..39..252H. Дои:10.1103 / PhysRevLett.39.252. OSTI  1155396.
• J.J. Обер; Becker, U .; Biggs, P .; Burger, J .; Chen, M .; Everhart, G .; Goldhagen, P .; Leong, J .; и другие. (1974). «Экспериментальное наблюдение тяжелой частицы. J". Письма с физическими проверками. 33 (23): 1404–1406. Bibcode:1974ПхРвЛ..33.1404А. Дои:10.1103 / PhysRevLett.33.1404.
• Ж. Э. Огюстен; Боярский, А .; Breidenbach, M .; Bulos, F .; Dakin, J .; Feldman, G .; Fischer, G .; Fryberger, D .; и другие. (1974). «Открытие узкого резонанса в электронной⁺е⁻ Аннигиляция ". Письма с физическими проверками. 33 (23): 1406–1408. Bibcode:1974ПхРвЛ..33.1406А. Дои:10.1103 / PhysRevLett.33.1406.
• М. Гелл-Манн (1964). «Схема барионов и мезонов». Письма по физике. 8 (3): 214–215. Bibcode:1964ФЛ ..... 8..214Г. Дои:10.1016 / S0031-9163 (64) 92001-3.
• Ишфак Ахмад (1965). "Взаимодействие π ± -мезонов с энергией 200 МэВ со сложными ядрами. Предложение по изучению взаимодействий π ± -мезонов с энергией 200 МэВ со сложными ядрами" (PDF). Документы ЦЕРН. 3 (5).
• Г. Гамов (1988) [1961]. Великие физики от Галилея до Эйнштейна (Перепечатка ред.). Dover Publications. п.315. ISBN  978-0-486-25767-9.
• Э. Вигнер (1937). «О последствиях симметрии ядерного гамильтониана на спектроскопию ядер». Физический обзор. 51 (2): 106–119. Bibcode:1937ПхРв ... 51..106Вт. Дои:10.1103 / PhysRev.51.106.
• Х. Юкава (1935). «О взаимодействии элементарных частиц» (PDF). Proc. Физ.-мат. Soc. JPN. 17 (48).
• В. Гейзенберг (1932). "Über den Bau der Atomkerne I". Zeitschrift für Physik (на немецком). 77 (1–2): 1–11. Bibcode:1932ZPhy ... 77 .... 1H. Дои:10.1007 / BF01342433. S2CID  186218053.
• В. Гейзенберг (1932). "Убер ден Бау дер Атомкерне II". Zeitschrift für Physik (на немецком). 78 (3–4): 156–164. Bibcode:1932ZPhy ... 78..156H. Дои:10.1007 / BF01337585. S2CID  186221789.
• В. Гейзенберг (1932). «Убер ден Бау дер Атомкерне III». Zeitschrift für Physik (на немецком). 80 (9–10): 587–596. Bibcode:1933ZPhy ... 80..587H. Дои:10.1007 / BF01335696. S2CID  126422047.

внешняя ссылка

• Таблица некоторых мезонов и их свойств
• Группа данных о частицах - Собирает достоверную информацию о свойствах частиц.
• hep-ph / 0211411: Легкие скалярные мезоны в кварковых моделях
• Схема именования адронов (файл PDF)
• Мезоны стали мыслимыми, интерактивная визуализация, позволяющая сравнивать физические свойства

Недавние открытия

• Что случилось с антиматерией? Эксперимент Fermilab DZero находит ключи в мезоне быстрой смены
• Окончательное наблюдение в эксперименте CDF осцилляций вещества-антивещества в Bs-мезоне