Un mesone è, nella fisica delle particelle , una particella composita (cioè non elementare ) costituita da un numero pari di quark e antiquark .
Il termine “mesone” deriva dal greco μέσον , mesone , che significa “il mezzo, la giusta misura”.
I mesoni sono adroni con uno spin intero e quindi appartengono alla famiglia dei bosoni .
Nel modello standard , i mesoni sono composti di un numero pari di quark e antiquark . Tutti i mesoni attualmente conosciuti sono particelle virtuali , la loro durata è così breve.
La famiglia dei mesoni è composta da:
I quark di valenza di un mesone possono esistere come una sovrapposizione di stati aromatici ; per esempio, il pione neutro π 0 non è formato da una coppia up -antiup o down -antidown ma da una sovrapposizione dei due. I mesoni pseudoscalari (spin 0 e parità dispari) hanno un'energia minima per rompersi, il loro quark ha spin opposto, mentre i mesoni vettoriali (spin 1) hanno due quark aventi spin parallelo.
Tutti i mesoni sono instabili e hanno una durata media molto breve.
Questa tabella presenta le caratteristiche di alcuni mesoni. Non è esaustivo.
Famiglia | Simbolo | Antiparticella | Quark | Rotazione |
Massa ( MeV / c 2 ) |
S | VS | B |
Lifetime ( s ) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pedone | π + | π - | ud̄ | 0 | 139.6 | 0 | 0 | 0 | 2,60 × 10 −8 |
π - | π + | ūd | 0 | 139.6 | 0 | 0 | 0 | 2,60 × 10 −8 | |
π 0 | Lui stesso | (uū - dd̄) / √2 | 0 | 135.0 | 0 | 0 | 0 | 0,83 × 10 −16 | |
Kaon | K + | K - | noi | 0 | 493.7 | +1 | 0 | 0 | 1,24 × 10 −8 |
K - | K + | noi | 0 | 493.7 | -1 | 0 | 0 | 1,24 × 10 −8 | |
K 0 | K̄ 0 | ds̄ | 0 | 497.7 | +1 | 0 | 0 | - | |
K S 0 | K S 0 | (ds̄ - sd̄) / √2 | 0 | 497.7 | - | 0 | 0 | 0,89 × 10 −10 | |
K L 0 | K L 0 | (ds̄ + sd̄) / √2 | 0 | 497.7 | - | 0 | 0 | 5,2 × 10 −8 | |
Eta | η 0 | Lui stesso | (uū + dd̄ - 2ss̄) / √6 | 0 | 548.8 | 0 | 0 | 0 | 5,0 × 10 −19 |
η ' | Lui stesso | (uū + dd̄ - ss̄) / √3 | 0 | 957.8 | 0 | 0 | 0 | 3,39 × 10 −21 | |
η c | Lui stesso | cc - | 0 | 2 980.3 | 0 | 0 | 0 | 2,30 × 10 −23 | |
η b | Lui stesso | bb - | 0 | 9.390,9 | 0 | 0 | 0 | - | |
Rho | ρ + | ρ - | ud̄ | 1 | 770 | 0 | 0 | 0 | 0,4 × 10 −23 |
ρ - | ρ + | ūd | 1 | 770 | 0 | 0 | 0 | 0,4 × 10 −23 | |
ρ 0 | Lui stesso | (uū - dd̄) / √2 | 1 | 770 | 0 | 0 | 0 | 0,4 × 10 −23 | |
Phi | φ | Lui stesso | ss̄ | 1 | 1.020 | 0 | 0 | 0 | 20 × 10 −23 |
D | D + | D - | CD | 0 | 1.869.4 | 0 | +1 | 0 | 10,6 × 10 −13 |
D - | D + | CD | 0 | 1.869.4 | 0 | -1 | 0 | 10,6 × 10 −13 | |
D 0 | D̄ 0 | cū | 0 | 1.864.6 | 0 | +1 | 0 | 4,2 × 10 −13 | |
D̄ 0 | D 0 | c̄u | 0 | 1.864.6 | 0 | -1 | 0 | 4,2 × 10 −13 | |
D S + | D S - | cs̄ | 0 | 1.969 | +1 | +1 | 0 | 4,7 × 10 −13 | |
D S - | D S + | c̄s | 0 | 1.969 | -1 | -1 | 0 | 4,7 × 10 −13 | |
J / Ψ | J / ψ | Lui stesso | CC | 1 | 3096.9 | 0 | 0 | 0 | 7,2 × 10 −21 |
B | B + | B - | ub̄ | 0 | 5.279 | 0 | 0 | +1 | 1,5 × 10 −12 |
B - | B + | ūb | 0 | 5.279 | 0 | 0 | -1 | 1,5 × 10 −12 | |
B 0 | B 0 | db̄ | 0 | 5.279 | 0 | 0 | +1 | 1,5 × 10 −12 | |
Upsilon | ϒ | Lui stesso | bb̄ | 1 | 9.460.4 | 0 | 0 | 0 | 1,3 × 10 −20 |
Prima della scoperta dei quark, i mesoni erano considerati vettori di forte interazione . In particolare, l'interazione tra nucleoni può essere interpretata come lo scambio di pioni virtuali, fornendo la parte attrattiva del potenziale Yukawa .
Il primo mesone scoperto fu il pione , nel 1947 (il muone , scoperto nel 1936, fu inizialmente chiamato "mesone µ", ma fu successivamente riconosciuto come leptone ). Inizialmente, Hideki Yukawa aveva chiamato queste particelle "mesotroni", ma Werner Heisenberg - il cui padre era un professore di greco presso l'Università di Monaco - gli fece notare che il termine greco mesos non aveva un tr , da cui il termine "mesone ".
Negli anni '50 , i fisici studiarono le "piogge" di mesoni prodotte da collisioni nucleone-nucleone ad altissima energia e identificarono due grandi famiglie di mesoni, una rispondente rispettivamente alla teoria di Heisenberg e l'altra alla teoria di Fermi .