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[potrzebny przypis].
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
edytujW 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
edytujMezony 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
edytuj- ↑ 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
edytuj- ↑ Mezony, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [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. [dostęp 2010-01-23]. (pol.).
- ↑ Naming scheme for hadrons. PDG. [dostęp 2011-10-30]. (ang.).