Mesón
En física de partículas, un mesón () es un tipo de partícula subatómica hadrónica compuesta por un número igual de quarks y antiquarks, generalmente uno de cada, unidos por la interacción fuerte. Debido a que los mesones están compuestos por subpartículas de quarks, tienen un tamaño físico significativo, un diámetro de aproximadamente un femtómetro (10−15 m), que es aproximadamente 0,6 veces el tamaño de un protón o un neutrón. Todos los mesones son inestables, y el más longevo dura solo unas pocas centésimas de microsegundo. Los mesones más pesados se descomponen en mesones más livianos y, en última instancia, en electrones, neutrinos y fotones estables.
Fuera del núcleo, los mesones aparecen en la naturaleza solo como productos efímeros de colisiones de muy alta energía entre partículas hechas de quarks, como los rayos cósmicos (protones y neutrones de alta energía) y la materia bariónica. Los mesones se producen artificialmente de forma rutinaria en ciclotrones u otros aceleradores de partículas en las colisiones de protones, antiprotones u otras partículas.
Los mesones de mayor energía (más masivos) se crearon momentáneamente en el Big Bang, pero no se cree que desempeñen un papel en la naturaleza hoy en día. Sin embargo, estos mesones pesados se crean regularmente en experimentos con aceleradores de partículas que exploran la naturaleza de los quarks más pesados que componen los mesones más pesados.
Los mesones son parte de la familia de partículas de hadrones, que se definen simplemente como partículas compuestas por dos o más quarks. Los otros miembros de la familia de los hadrones son los bariones: partículas subatómicas compuestas de números impares de quarks de valencia (al menos 3), y algunos experimentos muestran evidencia de mesones exóticos, que no tienen el contenido convencional de quarks de valencia de dos quarks (un quark y un antiquark), sino 4 o más.
Porque los quarks tienen un giro 1/ 2, la diferencia en el número de quarks entre mesones y bariones da como resultado que los mesones convencionales de dos quarks sean bosones, mientras que los bariones son fermiones.
Cada tipo de mesón tiene una antipartícula correspondiente (antimeson) en la que los quarks son reemplazados por sus correspondientes antiquarks y viceversa. Por ejemplo, un pión positivo (
π+
) es formado por un quark up y un antiquark down; y su antipartícula correspondiente, el pión negativo (
π−
), está formado por un antiquark up y un quark down.
Debido a que los mesones están compuestos de quarks, participan tanto en la interacción débil como en la interacción fuerte. Los mesones con carga eléctrica neta también participan en la interacción electromagnética. Los mesones se clasifican según su contenido de quarks, momento angular total, paridad y varias otras propiedades, como la paridad C y la paridad G. Aunque ningún mesón es estable, los de menor masa son más estables que los más masivos y, por lo tanto, son más fáciles de observar y estudiar en aceleradores de partículas o en experimentos con rayos cósmicos. El grupo más ligero de mesones es menos masivo que el grupo más ligero de bariones, lo que significa que se producen más fácilmente en los experimentos y, por lo tanto, exhiben ciertos fenómenos de mayor energía más fácilmente que los bariones. Pero los mesones pueden ser bastante masivos: por ejemplo, el mesón J/Psi (
J/ψ
) que contiene el quark charm, visto por primera vez en 1974, es aproximadamente tres veces más masivo que un protón, y el mesón upsilon (
ϒ
) que contiene el quark bottom, visto por primera vez en 1977, es unas diez veces más masivo.
Historia
A partir de consideraciones teóricas, en 1934 Hideki Yukawa predijo la existencia y la masa aproximada del "mesón" como portador de la fuerza nuclear que mantiene unidos los núcleos atómicos. Si no hubiera fuerza nuclear, todos los núcleos con dos o más protones se separarían debido a la repulsión electromagnética. Yukawa llamó mesón a su partícula portadora, de μέσος mesos, la palabra griega para 'intermedio', porque su masa predicha estaba entre la del electrón y la del protón, que tiene aproximadamente 1.836 veces la masa del electrón. Yukawa o Carl David Anderson, quien descubrió el muón, había llamado originalmente a la partícula 'mesotrón', pero fue corregido por el físico Werner Heisenberg (cuyo padre era profesor de griego en la Universidad de Munich). Heisenberg señaló que no hay "tr" en la palabra griega "mesos".
El primer candidato para el mesón de Yukawa, conocido en la terminología moderna como muón, fue descubierto en 1936 por Carl David Anderson y otros en los productos de desintegración de las interacciones de los rayos cósmicos. El "mesón mu" tenía aproximadamente la masa adecuada para ser la portadora de la fuerza nuclear fuerte de Yukawa, pero en el transcurso de la siguiente década, se hizo evidente que no era la partícula adecuada. Finalmente se descubrió que el "mesón mu" no participó en absoluto en la interacción nuclear fuerte, sino que se comportó como una versión pesada del electrón, y finalmente se clasificó como un leptón como el electrón, en lugar de un mesón. Los físicos al hacer esta elección decidieron que otras propiedades además de la masa de la partícula deberían controlar su clasificación.
Hubo años de retrasos en la investigación de partículas subatómicas durante la Segunda Guerra Mundial (1939-1945), con la mayoría de los físicos trabajando en proyectos aplicados para necesidades de tiempos de guerra. Cuando terminó la guerra en agosto de 1945, muchos físicos regresaron gradualmente a la investigación en tiempos de paz. El primer mesón verdadero que se descubrió fue lo que más tarde se llamaría el "mesón pi" (o pión). Este descubrimiento fue realizado en 1947 por Cecil Powell, Hugh Muirhead, César Lattes y Giuseppe Occhialini, quienes investigaban productos de rayos cósmicos en la Universidad de Bristol en Inglaterra, con base en películas fotográficas colocadas en las montañas de los Andes. Algunos de esos mesones tenían aproximadamente la misma masa que el ya conocido 'mesón' mu, pero parecían descomponerse en él, lo que llevó al físico Robert Marshak a plantear la hipótesis en 1947 de que en realidad era un mesón nuevo y diferente. Durante los años siguientes, más experimentos demostraron que el pión sí estaba involucrado en fuertes interacciones. También se cree que el pión (como partícula virtual) es el portador principal de la fuerza nuclear en los núcleos atómicos. Otros mesones, como los mesones rho virtuales, también están involucrados en la mediación de esta fuerza, pero en menor medida. Tras el descubrimiento del pión, Yukawa recibió el Premio Nobel de Física de 1949 por sus predicciones.
Durante un tiempo en el pasado, la palabra mesón a veces se usaba para referirse a cualquier portador de fuerza, como "el mesón Z0", que participa en la mediación de la interacción débil. Sin embargo, este uso ha caído en desgracia y los mesones ahora se definen como partículas compuestas por pares de quarks y antiquarks.
Resumen
Spin, momento angular orbital y momento angular total
Spin (número cuántico S) es una cantidad vectorial que representa el "intrínseco" Momento angular de una partícula. Viene en incrementos de 1/2 ħ.
Los quarks son fermiones, específicamente en este caso, partículas que tienen espín 1/2 (S = 1/ 2). Debido a que las proyecciones de giro varían en incrementos de 1 (es decir, 1 ħ), un solo quark tiene un vector de espín de longitud 1/2, y tiene dos proyecciones de giro, ya sea (Sz = +1/2 o Sz = −+1/ 2). Dos quarks pueden tener sus espines alineados, en cuyo caso los dos vectores de espín se suman para formar un vector de longitud S = 1 con tres posibles proyecciones de giro (Sz = +1, Sz = 0, y Sz = −1), y su combinación se llama mesón vectorial o triplete spin-1. Si dos quarks tienen espines opuestos, los vectores de espín se suman para formar un vector de longitud S = 0, y solo una proyección de giro (Sz = 0), llamado mesón escalar o singlete spin-0. Debido a que los mesones están hechos de un quark y un antiquark, se encuentran en estados de espín triplete y singlete. Estos últimos se denominan mesones escalares o mesones pseudoescalares, según su paridad (ver más abajo).
Hay otra cantidad de momento angular cuantificado, llamado momento angular orbital (número cuántico L), que es el momento angular impulso debido a los quarks que se orbitan entre sí, y también viene en incrementos de 1 ħ. El momento angular total (número cuántico J) de una partícula es la combinación de los dos momentos angulares intrínsecos (spin) y el orbital momento angular. Puede tomar cualquier valor de J = |L − S| hasta J = |L + S| en incrementos de 1.
S | L | P | J | JP |
---|---|---|---|---|
0 | 0 | − | 0 | 0− |
1 | + | 1 | 1+ | |
2 | − | 2 | 2− | |
3 | + | 3 | 3+ | |
1 | 0 | − | 1 | 1− |
1 | + | 2, 0 | 2+, 0+ | |
2 | − | 3, 1 | 3−, 1− | |
3 | + | 4, 2 | 4+, 2+ |
Los físicos de partículas están más interesados en los mesones sin momento angular orbital (L = 0), por lo tanto, los dos grupos de mesones los más estudiados son los S = 1; L = 0 y S = 0; L = 0, que corresponde a J = 1 y J = 0, aunque no son los únicos. También es posible obtener partículas J = 1 a partir de S = 0 y L = 1. Cómo distinguir entre S = 1, L = 0 y S = 0, L = 1 mesones es un área activa de investigación en espectroscopia de mesones.
P-paridad
P-parity es paridad izquierda-derecha, o paridad espacial, y fue la primera de varias "paridades" descubierto, por lo que a menudo se le llama simplemente "paridad". Si el universo se reflejara en un espejo, la mayoría de las leyes de la física serían idénticas: las cosas se comportarían de la misma manera independientemente de lo que llamemos 'izquierda'. y lo que llamamos "derecho". Este concepto de reflejo de espejo se llama paridad (P). La gravedad, la fuerza electromagnética y la interacción fuerte se comportan todas de la misma manera independientemente de si el universo se refleja o no en un espejo y, por lo tanto, se dice que conservan la paridad (P -simetría). Sin embargo, la interacción débil distingue "izquierda" de "derecha", un fenómeno llamado violación de paridad (violación P).
Con base en esto, uno podría pensar que, si la función de onda de cada partícula (más precisamente, el campo cuántico para cada tipo de partícula) se invirtiera simultáneamente en un espejo, entonces el nuevo conjunto de funciones de onda satisfaría perfectamente las leyes de la física (aparte de la interacción débil). Resulta que esto no es del todo cierto: para que se satisfagan las ecuaciones, las funciones de onda de ciertos tipos de partículas deben multiplicarse por −1, además de invertirse en un espejo. Se dice que estos tipos de partículas tienen paridad negativa o impar (P = −1, o alternativamente P = −), mientras que se dice que las otras partículas tienen paridad positiva o par (P = +1, o alternativamente P = +).
Para los mesones, la paridad está relacionada con el momento angular orbital por la relación:
- P=()− − 1)L+1{displaystyle P=left(-1right)}{L+1}
donde la L es el resultado de la paridad del armónico esférico correspondiente de la función de onda. El "+1" proviene del hecho de que, según la ecuación de Dirac, un quark y un antiquark tienen paridades intrínsecas opuestas. Por tanto, la paridad intrínseca de un mesón es el producto de las paridades intrínsecas del quark (+1) y el antiquark (−1). Como estos son diferentes, su producto es −1, por lo que aporta el "+1" que aparece en el exponente.
Como consecuencia, todos los mesones sin momento angular orbital (L = 0) tienen paridad impar (P = −1).
Paridad C
La paridadC solo se define para mesones que son su propia antipartícula (es decir, mesones neutrales). Representa si la función de onda del mesón permanece o no igual bajo el intercambio de su quark con su antiquark. Si
- Silencioqq̄ ̄ .. =Silencioq̄ ̄ q.. {displaystyle TENK {bar}rangle = Sobrevivir {bar}qrangle }
entonces, el mesón es "C par" (C = +1). Por otro lado, si
- Silencioqq̄ ̄ .. =− − Silencioq̄ ̄ q.. {displaystyle TENK {bar}rangle {bar}qrangle}
entonces el mesón es "C impar" (C = −1).
La paridadC rara vez se estudia por sí sola, sino más comúnmente en combinación con la paridad P en la paridad CP. Originalmente se pensaba que la paridad CP se conservaba, pero luego se descubrió que se violaba en raras ocasiones en interacciones débiles.
G-paridad
La paridadG es una generalización de la paridad C. En lugar de simplemente comparar la función de onda después de intercambiar quarks y antiquarks, compara la función de onda después de intercambiar el mesón por el antimeson correspondiente, independientemente del contenido de quarks.
Si
- Silencioq1q̄ ̄ 2.. =Silencioq̄ ̄ 1q2.. {displaystyle TENK_{1}{bar {q}_{2}rangle {q}_{2}rangle
entonces, el mesón es "G par" (G = +1). Por otro lado, si
- Silencioq1q̄ ̄ 2.. =− − Silencioq̄ ̄ 1q2.. {displaystyle TENK_{1}{bar {q}_{2}rangle =- forever{bar {q}_{2}rangle
entonces el mesón es "G impar" (G = −1).
Isospin y carga
Modelo original de isospín
El concepto de isospin fue propuesto por primera vez por Werner Heisenberg en 1932 para explicar las similitudes entre protones y neutrones bajo la interacción fuerte. Aunque tenían diferentes cargas eléctricas, sus masas eran tan similares que los físicos creían que en realidad eran la misma partícula. Las diferentes cargas eléctricas se explicaron como el resultado de alguna excitación desconocida similar al espín. Esta excitación desconocida fue posteriormente denominada isospin por Eugene Wigner en 1937.
Cuando se descubrieron los primeros mesones, también se vieron a través de los ojos del isospín, por lo que se creía que los tres piones eran la misma partícula, pero en diferentes estados de isóspin.
Las matemáticas del isospín se modelaron a partir de las matemáticas del espín. Las proyecciones de Isospin variaron en incrementos de 1 al igual que las de spin, y a cada proyección se le asoció un 'estado cargado'. Porque la "partícula de pión" tenía tres "estados cargados", se decía que era de isospin I = 1. Sus "estados cargados"
π+
,
π0
y
π−
, correspondía a las proyecciones isospin I3 = +1 I3 = 0 y I3 = −1 respectivamente. Otro ejemplo es la 'partícula rho', también con tres estados cargados. Sus "estados cargados"
ρ+
,
ρ0
y
ρ−
, correspondía a las proyecciones isospin I3 = +1 I3 = 0 y I3 = −1 respectivamente.
Reemplazo por el modelo de quarks
Esta creencia duró hasta que Murray Gell-Mann propuso el modelo de quarks en 1964 (que originalmente contenía solo u, d, y s quarks). Ahora se entiende que el éxito del modelo isospin es un artefacto de las masas similares de los quarks u y d. Debido a que los quarks u y d tienen masas similares, las partículas formadas por el mismo número de ellos también tienen masas similares.
La composición exacta de los quarks u y d determina la carga, porque u los quarks tienen carga ++ 2/3 mientras que d los quarks tienen carga −+1/3. Por ejemplo, los tres piones tienen cargas diferentes.
π+
=
u
d
)-
π0
= una superposición cuántica de ()
u
u
) y ()
d
d
) estados
π−
=
d
u
)
pero todos tienen masas similares (c. 140 MeV/c2), ya que cada uno de ellos está compuesto por el mismo número total de quarks up, down y antiquarks. Bajo el modelo isospin, se consideraban una sola partícula en diferentes estados cargados.
Después de que se adoptó el modelo de quarks, los físicos notaron que las proyecciones de isospín estaban relacionadas con el contenido de quarks arriba y abajo de las partículas por la relación
- I3=12[()nu− − nū ̄ )− − ()nd− − nd̄ ̄ )],{displaystyle I_{3}={frac {1}{2}left[left(n_{text{u}-n_{bar {text{u}}right)-left(n_{text{d}-n_{bar {text{d}right)right],}}}}}
donde los símbolos n son el conteo de quarks arriba y abajo y antiquarks.
En la "imagen de isospin", se pensó que los tres piones y los tres rhos eran los diferentes estados de dos partículas. Sin embargo, en el modelo de quarks, los rhos son estados excitados de piones. Isospin, aunque transmite una imagen inexacta de las cosas, todavía se usa para clasificar los hadrones, lo que lleva a una nomenclatura antinatural y, a menudo, confusa.
Debido a que los mesones son hadrones, la clasificación isospin también se usa para todos ellos, con el número cuántico calculado al agregar I3 = +1/2 por cada quark-o-antiquark arriba o abajo con carga positiva (quarks arriba y antiquarks abajo) y I3 = −1/2 para cada quark o antiquark arriba o abajo con carga negativa (antiquarks arriba y quarks abajo).
Números cuánticos de sabor
Se observó que el número cuántico de extrañeza S (que no debe confundirse con el espín) sube y baja junto con la masa de la partícula. Cuanto mayor es la masa, menor (más negativa) la extrañeza (más quarks s). Las partículas pueden describirse con proyecciones de isospín (relacionadas con la carga) y extrañeza (masa) (consulte las cifras de uds noneto). A medida que se descubrieron otros quarks, se crearon nuevos números cuánticos para que tuvieran una descripción similar de los nonetos udc y udb. Debido a que solo las masas u y d son similares, esta descripción de la masa y la carga de las partículas en términos de isospín y números cuánticos de sabor solo funciona bien para los no-redes hechos de un u, un d y otro quark y se descompone para los otros no-redes (por ejemplo ucb ninguno). Si todos los quarks tuvieran la misma masa, su comportamiento se llamaría simétrico, porque todos se comportarían exactamente de la misma manera con respecto a la interacción fuerte. Sin embargo, como los quarks no tienen la misma masa, no interactúan de la misma manera (exactamente como un electrón colocado en un campo eléctrico acelerará más que un protón colocado en el mismo campo debido a su masa más ligera), y la simetría se dice que esta roto.
Se observó que la carga (Q) estaba relacionada con la proyección de isospín (I3), el número bariónico ( B) y números cuánticos de sabor (S, C, B′, T) por el Fórmula de Gell-Mann-Nishijima:
- Q=I3+12()B+S+C+B.. +T),{displaystyle Q=I_{3}+{frac {1}{2}(B+S+C+B^{prime }+T),}
donde S, C, B′ y T representan la extrañeza, el encanto, la parte inferior y superior números cuánticos de sabor respectivamente. Están relacionados con el número de quarks strange, charm, bottom, top y antiquark según las relaciones:
- S=− − ()ns− − ns̄ ̄ )C=+()nc− − nc̄ ̄ )B.. =− − ()nb− − nb̄ ̄ )T=+()nt− − nt̄ ̄ ),{displaystyle {begin{aligned}S sensible=-(n_{text{s}-n_{begin {text{s}}}})\cc}cc}c}c}\c}\c})\\c} ¿Qué? Tác=+(n_{text{t}-n_{text{t}}),end{aligned}}
lo que significa que la fórmula de Gell-Mann-Nishijima es equivalente a la expresión de carga en términos de contenido de quarks:
- Q=23[()nu− − nū ̄ )+()nc− − nc̄ ̄ )+()nt− − nt̄ ̄ )]− − 13[()nd− − nd̄ ̄ )+()ns− − ns̄ ̄ )+()nb− − nb̄ ̄ )].{displaystyle Q={frac {fn} {b} {fn} {fn}} {fnfn}} {fn}} {b} {fn_fn}} {fnfn} {fnfnfn}} {b}} {b} {b}} {b}} {b}} {b}}}} {b}}}} {b}}}}} {b}}}}}}}}} {b} {b} {b}}} {b}}}}}} {b}}}}}}}}}} {f}} {b} {b} {b}} {b}}}}}}}}}}}}}}}}}} {b}fn_b} {b}} {fn_b} {b} {b}fn_fn_f}b} {b}fn_
Clasificación
Los mesones se clasifican en grupos según su isospín (I), momento angular total (J), paridad (P), G -paridad (G) o C-paridad (C) cuando corresponda, y contenido de quarks (q). Las reglas para la clasificación están definidas por el Grupo de datos de partículas y son bastante complicadas. Las reglas se presentan a continuación, en forma de tabla para simplificar.
Tipos de mesones
Los mesones se clasifican en tipos según sus configuraciones de espín. Algunas configuraciones específicas reciben nombres especiales basados en las propiedades matemáticas de su configuración de espín.
Tipo | S | L | P | J | JP |
---|---|---|---|---|---|
Pseudoscalar meson | 0 | 0 | − | 0 | 0− |
Pseudovector meson | 0, 1 | 1 | + | 1 | 1+ |
Vector meson | 1 | 0, 2 | − | 1 | 1− |
Scalar meson | 1 | 1 | + | 0 | 0+ |
Tensor meson | 1 | 1, 3 | + | 2 | 2+ |
Nomenclatura
Mesones sin sabor
Los mesones sin sabor son mesones formados por un par de quarks y antiquarks del mismo sabor (todos sus números cuánticos de sabor son cero: S = 0, C = 0, B′ = 0, T = 0). Las reglas para los mesones sin sabor son:
q q contenido | I | JPC | |||
---|---|---|---|---|---|
0−+, 2−+, 4−+,... | 1+, 3+, 5+,... | 1−, 2−, 3−,... | 0++, 1++, 2++,... | ||
u d uū ̄ − − dd̄ ̄ 2{displaystyle mathrm {tfrac {u}-d{bar} {d}{sqrt {2}} d u | 1 | π+ π0 π− | b+ b0 b− | ρ+ *** ρ - | a+ a0 a− |
Mix of u u , d d , s s | 0 | . . | h h | ⋅ φ | f f |
c c | 0 | Çac | hc | ↑ | χc |
b b | 0 | Čab | hb | Sí. | χb |
t t | 0 | LOGÍA | ht | Silencio | χt |
- ^ Para el propósito de la nomenclatura, la proyección isospina I3 es tratado como si fuera no un número cuántico de sabor. Esto significa que los mesones cargados como pión (π±, a±, b±, y ***± mesones) seguir las reglas de los mesones sin sabor, incluso si no son realmente "sin sabor".
- ^ La paridad C sólo es relevante para los mesones neutros.
- ^ Para el caso especial JPC= 1−, el Descubrimiento se llama J. Introducción
- Además
- Cuando se conoce el estado espectroscópico del mesón, se añade en paréntesis.
- Cuando se desconoce el estado espectroscópico, la masa (en MeV/c2) se agrega entre paréntesis.
- Cuando el mesón está en su estado de tierra, nada se añade entre paréntesis.
Mesones con sabor
Los mesones con sabor son mesones formados por pares de quarks y antiquarks de diferentes sabores. Las reglas son más simples en este caso: el símbolo principal depende del quark más pesado, el superíndice depende de la carga y el subíndice (si lo hay) depende del quark más ligero. En forma de tabla, son:
Quark | Antiquark | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
arriba | abajo | encanto | extraño. | arriba | inferior | |
arriba | — | D0 | K+ | T0 | B+ | |
abajo | — | D- | K0 | T- | B0 | |
encanto | D0 | D+ | — | D+s | T0c | B+c |
extraño. | K- | K0 | D−s | — | T-s | B0s |
arriba | T0 | T+ | T0c | T+s | — | T+b |
inferior | B− | B0 | B−c | B0s | T−b | — |
- ^ a b Para el propósito de la nomenclatura, la proyección isospina I3 es tratado como si fuera no un número cuántico de sabor. Esto significa que los mesones cargados como pión (π±, a±, b±, y ***± mesones) seguir las reglas de los mesones sin sabor, incluso si no son realmente "sin sabor".
- Además
- Si JP está en la "serie normal" (es decir, JP = 0+, 1−, 2+, 3−,...), se añade un superscript Г.
- Si el meson no es pseudoscalar (J)P = 0−) o vector (J)P = 1−), J se añade como subscript.
- Cuando se conoce el estado espectroscópico del mesón, se añade en paréntesis.
- Cuando se desconoce el estado espectroscópico, la masa (en MeV/c2) se agrega entre paréntesis.
- Cuando el mesón está en su estado de tierra, nada se añade entre paréntesis.
Mesones exóticos
Existe evidencia experimental de partículas que son hadrones (es decir, están compuestas de quarks) y son de color neutro con número bariónico cero y, por lo tanto, según la definición convencional, son mesones. Sin embargo, estas partículas no consisten en un solo par quark/antiquark, como lo hacen todos los demás mesones convencionales discutidos anteriormente. Una categoría tentativa para estas partículas son los mesones exóticos.
Hay al menos cinco resonancias mesónicas exóticas cuya existencia se ha confirmado experimentalmente mediante dos o más experimentos independientes. El más significativo estadísticamente de ellos es el Z(4430), descubierto por el experimento Belle en 2007 y confirmado por LHCb en 2014. Es candidato a ser un tetraquark: una partícula compuesta por dos quarks y dos antiquarks. Consulte el artículo principal anterior para conocer otras resonancias de partículas que son candidatas para ser mesones exóticos.
Lista
Mesones pseudoescalares
Nombre de la partícula | Partícula símbolo | Antipartícula símbolo | Quark contenido | Masa de descanso (MeV/c2) | IG | JPC | S | C | B ' | Vida media (s) | Decaimientos comunes a (concentración del 5%) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pion | π+ | π− | ud | 139,57018±0,00035 | 1− | 0− | 0 | 0 | 0 | (2.6033±0,0005)×10−8 | μ+ + νμ |
Pion | π0 | Yo | uū ̄ − − dd̄ ̄ 2{displaystyle mathrm {tfrac {u}-d{bar} {d}{sqrt {2}} ,} | 134.9766±0,0006 | 1− | 0−+ | 0 | 0 | 0 | (8.4±0.6)×10−17 | γ + γ |
Eta meson | . | Yo | uū ̄ +dd̄ ̄ − − 2ss̄ ̄ 6{displaystyle mathrm {tfrac {fnK} {u}+d{bar} {d}-2s{bar {fnK} {fnMicrosoft}} {fn}} {fnMicrosoft}}} {f}}} {f}}} {fn}}}}} {fn}}}}} {fn}}} {f}}}} {f}}}}}}} {f}}}}} {f}}}}} {f}}}}}}}}}}}} {f}}}}}}}}}}}} {f}} {f}}}}} {f}}}}}}}}}}}}}}}}} { sq sq sq sq sqm} { sqf}}}}}}}}}}}}} { sq sq sq sq sq sq}}}}}}} { sqm}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} { {6}} ,} | 547.853±0,024 | 0+ | 0−+ | 0 | 0 | 0 | (5.0±0.3)×10−19 | γ + γ o π0 + π0 + π0 o π+ + π0 + π− |
Eta prime meson | .(958) | Yo | uū ̄ +dd̄ ̄ +ss̄ ̄ 3{displaystyle mathrm {tfrac {u{bar {u}+d{bar} {}+s {fn} {fn} {fn}}} {fnK}}} {fn}} {fn}}} {fn}} {fn}}}}} {fn}}}}}}}}}} {fn}}}}}}} {fn}}}}} { s}}}}}} { s}}}}}}}}}}} { s { s { s { s}}}}}}}}} { s { s { s { s}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} { s { s { s { s { {3}} ,} | 957.66±0,244 | 0+ | 0−+ | 0 | 0 | 0 | (3.2±0,2)×10,21 - 21 | π+ + π− + . o ()*** + γ♪π+ + π− + γ) o π0 + π0 + . |
Charmed eta meson | Çac(1S) | Yo | cc | 2980.3±1.2 | 0+ | 0−+ | 0 | 0 | 0 | (2,5)±0.3)×10,23 a 23 | Ver modos de desintegración pirac |
Bottom eta meson | Čab(1S) | Yo | bb | 9300±40 | 0+ | 0−+ | 0 | 0 | 0 | Desconocida | Ver modos de desintegración pirab |
Kaon | K+ | K- | us | 493.677±0,016 | 1.2 | 0− | 1 | 0 | 0 | (1.2380±0,0021)×10−8 | μ+ + νμ o π+ + π0 o |
Kaon | K0 | K0 | ds | 497.614±0,024 | 1.2 | 0− | 1 | 0 | 0 | ||
K-Short | K0S | Yo | ds̄ ̄ +sd̄ ̄ 2{displaystyle mathrm {tfrac {d{bar {}+s{bar} {d}{sqrt {2}} ,} | 497.614±0,024 | 1.2 | 0− | (*) | 0 | 0 | (8.953)±0,005)×10−11 - | π+ + π− o π0 + π0 |
K-Long | K0L | Yo | ds̄ ̄ − − sd̄ ̄ 2{displaystyle mathrm {tfrac {d{bar {}-s{bar} {d}{sqrt {2}} ,} | 497.614±0,024 | 1.2 | 0− | (*) | 0 | 0 | (5.116±0,020)×10−8 | π± + e) + . o π± + μ∓ + νμ o π0 + π0 + π0 o π+ + π0 + π− |
D meson | D+ | D- | cd | 1869.62±0.20 | 1.2 | 0− | 0 | + 1 | 0 | (1.040)±0,007)×10−12 | Ver modos de desintegración D+ |
D meson | D0 | D0 | cu | 1864.84±0.17 | 1.2 | 0− | 0 | + 1 | 0 | (4.101±0,015)×10−13 | Ver modos de desintegración D0 |
extraño D meson | D+s | D−s | cs | 1968.49±0.34 | 0 | 0− | + 1 | + 1 | 0 | (5.00)±0,07)×10−13 | Ver modos de desintegración D+s |
B meson | B+ | B− | ub | 527915±0.31 | 1.2 | 0− | 0 | 0 | + 1 | (1.638±0,011)×10−12 | Ver modos de desintegración B+ |
B meson | B0 | B0 | db | 5279.53±33 | 1.2 | 0− | 0 | 0 | + 1 | (1.530±0,009)×10−12 | Ver modos de desintegración B0 |
Strange B meson | B0s | B0s | sb | 5366.3±0.6 | 0 | 0− | −1 | 0 | + 1 | 1.470+0.026 0.0−27×10−12 | Ver modos de desintegración B0s |
Charmed B meson | B+c | B−c | cb | 6276±4 | 0 | 0− | 0 | + 1 | + 1 | (4.6±0.7)×10−13 | Ver modos de desintegración B+c |
[a] ^ Composición inexacta debido a masas de quarks distintas de cero.
[b] ^ PDG informa el ancho de resonancia (Γ). Aquí la conversión τ = ħ⁄Γ es dado en su lugar.
[c] ^ Estado propio fuerte. Sin vida útil definida (consulte las notas de kaon a continuación)
[d] ^ La masa del
K0
L y
K0
S se dan como el de
K0
. Sin embargo, se sabe que existe una diferencia entre las masas de
K0
L y
K0
S en el orden de 2.2×10−11 MeV/c2 existe.
[e] ^ Estado propio débil. A maquillaje le falta un término pequeño que infringe CP (véanse las notas sobre los kaones neutrales a continuación).
Mesones vectoriales
Partícula Nombre | Partícula símbolo | Antipartícula símbolo | Quark contenido | Masa de descanso (MeV/c2) | IG | JPC | S | C | B ' | Vida media (s) | Decaimientos comunes a (concentración del 5%) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Charged rho meson | ρ+(770) | ρ -(770) | ud | 775,4±0,4 | 1+ | 1− | 0 | 0 | 0 | ~4.5×10−24− | π± + π0 |
Neutral rho meson | ***(770) | Yo | uū ̄ − − dd̄ ̄ 2{displaystyle mathrm {tfrac {u}-d{bar} {d}{sqrt {2}} | 775.49±0.34 | 1+ | 1− | 0 | 0 | 0 | ~4.5×10−24− | π+ + π− |
Omega Meson | ⋅(782) | Yo | uū ̄ +dd̄ ̄ 2{displaystyle mathrm {tfrac {u}+d{bar {d}{sqrt {2}} | 782.65±0.12 | 0− | 1− | 0 | 0 | 0 | (7.75±0,07)×10,23 a 23 | π+ + π0 + π− o π0 + γ |
Phi meson | φ(1020) | Yo | ss | 1019.445±0,020 | 0− | 1− | 0 | 0 | 0 | (1.55±0,01)×10−22 | K+ + K- o K0S + K0L o ()*** + π♪π+ + π0 + π−) |
J/Psi | J. Introducción | Yo | cc | 3096.916±0,011 | 0− | 1− | 0 | 0 | 0 | (7.1±0,2)×10,21 - 21 | Ver modos de desintegración J/(1S) |
Upsilon meson | Sí.(1S) | Yo | bb | 946030±0,266 | 0− | 1− | 0 | 0 | 0 | (1.22±0,03)×1020 - 20 | Ver modos de desintegración |
Kaon | K | K neutral | us | 891.66±0,026 | 1.2 | 1− | 1 | 0 | 0 | ~7.35×1020 - 20 | Ver modos de desintegración de K democrática(892) |
Kaon | K rechaza0 | K rechaza0 | ds | 896.00±0,025 | 1.2 | 1− | 1 | 0 | 0 | (7.346±0.002)×1020 - 20 | Ver modos de desintegración de K democrática(892) |
D meson | D soberana+(2010) | D soberana−(2010) | cd | 2010.27±0.17 | 1.2 | 1− | 0 | + 1 | 0 | (6.9±1.9)×10,21 - 21 | D0 + π+ o D+ + π0 |
D meson | D soberana0(2007) | D soberana0(2007) | cu | 2006.97±0.19 | 1.2 | 1− | 0 | + 1 | 0 | ■3.1×10−22 | D0 + π0 o D0 + γ |
extraño D meson | D soberana+s | D democráticas | cs | 2112.3±0.5 | 0 | 1− | + 1 | + 1 | 0 | ■3.4×10−22 | D soberana+ + γ o D soberana+ + π0 |
B meson | B | B democrática | ub | 5325. 1±0.5 | 1.2 | 1− | 0 | 0 | + 1 | Desconocida | B+ + γ |
B meson | B | B | db | 5325. 1±0.5 | 1.2 | 1− | 0 | 0 | + 1 | Desconocida | B0 + γ |
Strange B meson | B | B | sb | 5412. 8±1.3 | 0 | 1− | −1 | 0 | + 1 | Desconocida | B0s+γ |
Charmed B meson† | B | B | cb | Desconocida | 0 | 1− | 0 | + 1 | + 1 | Desconocida | Desconocida |
[f] ^ PDG informa el ancho de resonancia (Γ). Aquí la conversión τ = ħ⁄Γ es dado en su lugar.
[g] ^ El valor exacto depende del método utilizado. Vea la referencia dada para más detalles.
Notas sobre kaones neutrales
Hay dos complicaciones con los kaones neutros:
- Debido a la mezcla de kaon neutral, el K0S y K0L no son eigentales de extrañabilidad. Sin embargo, ellos son eigentales de la fuerza débil, que determina cómo se desintegran, por lo que estas son las partículas con vida definitiva.
- Las combinaciones lineales dadas en la tabla para la K0S y K0L no son exactamente correctos, ya que hay una pequeña corrección debido a la violación del CP. Véase violación del CP en kaons.
Tenga en cuenta que estos problemas también existen en principio para otros mesones de sabor neutro; sin embargo, los estados propios débiles se consideran partículas separadas solo para los kaones debido a sus tiempos de vida dramáticamente diferentes.
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