Meson

I partikkelfysikken er meson et sterkt vekselvirkende boson, noe som betyr at det er et hadron med heltallig spinn. Mesoner er i standardmodellen definert som ikke-elementære partikler, bestående av et likt antall kvarker, og antikvarker. Man antar at mesoner består av et kvark-antikvark par, i tillegg til mange virtuelle kvark-antikvark par, og virtuelle gluoner. I dag leter man etter eksotiske mesoner med forskjellige bestanddeler. Kvarkene kan eksistere i forskjellige tilstander. Et π⁰ meson er f.eks hverken opp, anti-opp (${\displaystyle u{\bar {u}}}$), eller ned, anti-ned (${\displaystyle d{\bar {d}}}$), men en mellomting som gjør den til sin egen antipartikkel.

Partikkelfysikk
Teorier
Standardmodellen
Kvantemekanikk
Kvantefeltteori (QFT)
Kvanteelektrodynamikk (QED)
Kvantekromodynamikk (QCD)
Den spesielle relativitetsteorien
Vekselvirkning
Sterk kjernekraft
Elektromagnetisme
Svak kjernekraft
Gravitasjon
Fargekraft
Elementærpartikler
Fermioner
Kvarker
Oppkvark
Nedkvark
Særkvark
Sjarmkvark
Bunnkvark
Toppkvark
Leptoner
Elektron
Positron
Nøytrino
Myon
Tau
Bosoner
Gauge-bosoner
Foton
W- og Z-bosoner
Gluon
Graviton
Higgs-boson
Sammensatte partikler
Hadroner
Mesoner
Pion
Baryoner
Proton
Nøytron
Atomkjerner
Atomer
Molekyler
Egenskaper
Energi
Bevegelsesmengde
Elektrisk ladning
Spinn
Paritet
Isospinn
Svakt isospinn
Fargeladning
Kjernefysikk Atom

Alle mesoner er ustabile. Dette kommer av sammensetningen av kvarker, som er kvark-antikvark (${\displaystyle q{\bar {q}}}$). Disse kvarkene vil annihilere og danne energi og nye partikler.

Mesoner ble opprinnelig forutsagt å være kraftbærere for kraften som holdt atomkjernene sammen. Og da man først oppdaget myonet, trodde man pga. lignende masse at det var et meson, og ga det navnet mu-meson. Men siden det ikke var sterkt vekselvirkende, skjønte man fort at det ikke kunne stemme. Det første ordentlige mesonet som ble oppdaget var pionet. Hideki Yukawa fikk Nobelprisen i fysikk for dette i 1949. Mesoner er bærere av sterk kjernekraft.

Mesoner med spinn 0 utgjør en nonett

Mesoner med spinn 1 utgjør en nonett

Liste over mesoner

Dette er en liste over mesoner. Det er et utvalg av omtrent 140 kjente.

Partikkel	Symbol	Anti- partikkel	Kvark innhold	Spinn and Paritet	Hvilemasse MeV/c²	S	C	B	Henfallstid s	Henfallsprodukt	Kommentar
Ladet Pion	${\displaystyle \mathrm {\pi ^{+}} }$	${\displaystyle \mathrm {\pi ^{-}} }$	${\displaystyle \mathrm {u{\bar {d}}} }$	Pseudoskalar	139.6	0	0	0	2.60×10-8	μ+ + νμ
Nøytral Pion	${\displaystyle \mathrm {\pi ^{0}} }$	Self	${\displaystyle \mathrm {\frac {u{\bar {u}}-d{\bar {d}}}{\sqrt {2}}} }$	Pseudoskalar	135.0	0	0	0	0.84×10-16	2γ	Unøyaktig (kvarkmasser<>0)
Ladet Kaon	${\displaystyle \mathrm {K^{+}} }$	${\displaystyle \mathrm {K^{-}} }$	${\displaystyle \mathrm {u{\bar {s}}} }$	Pseudoskalar	493.7	+1	0	0	1.24×10-8	μ + νμ or π+ + π0
Nøpytral Kaon	${\displaystyle \mathrm {K^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {{\bar {K}}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {d{\bar {s}}} }$	Pseudoskalar	497.7	+1	0	0	Svakt henfall		Fargekraft eigentilstand - ingen fast henfallstid se fotnoter)
K-Kort	${\displaystyle \mathrm {K_{S}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {K_{S}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {\frac {d{\bar {s}}-s{\bar {d}}}{\sqrt {2}}} }$	Pseudoskalar	497.7	(*)	0	0	0.89×10-10	π+ + π- or 2π0	Svakt henfall eigentilstand - kombinasjon mangler liten CP brudd del)
K-Lang	${\displaystyle \mathrm {K_{L}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {K_{L}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {\frac {d{\bar {s}}+s{\bar {d}}}{\sqrt {2}}} }$	Pseudoskalar	497.7	(*)	0	0	5.2×10-8	π+ + e- + νe	Svak kjernekraft eigentilstand - kombinasjon mangler liten CP brudd del)
Eta	${\displaystyle \mathrm {\eta } }$	Self	${\displaystyle \mathrm {\frac {u{\bar {u}}+d{\bar {d}}-2s{\bar {s}}}{\sqrt {6}}} }$	Pseudoskalar	547.8	0	0	0	5×10-19		Kombinasjon unøyaktig på grunn av kvarkmasser <>0
Eta Prime	${\displaystyle \mathrm {\eta '} }$	Self	${\displaystyle \mathrm {\frac {u{\bar {u}}+d{\bar {d}}+s{\bar {s}}}{\sqrt {3}}} }$	Pseudoskalar	957.6	0	0	0	3×10-21		Kombinasjon unøyaktig på grunn av kvarkmasser <>0
Rho	${\displaystyle \mathrm {\rho ^{+}} }$	${\displaystyle \mathrm {\rho ^{-}} }$	${\displaystyle \mathrm {u{\bar {d}}} }$	Vektorboson	776	0	0	0	0.4×10-23
Phi	${\displaystyle \mathrm {\phi } }$	Self	${\displaystyle \mathrm {s{\bar {s}}} }$	Vector	1020	0	0	0	16×10-23
D	${\displaystyle \mathrm {D^{+}} }$	${\displaystyle \mathrm {D^{-}} }$	${\displaystyle \mathrm {c{\bar {d}}} }$	Pseudoskalar	1869	0	+1	0	10.6×10-13
D	${\displaystyle \mathrm {D^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {\bar {D^{0}}} }$	${\displaystyle \mathrm {c{\bar {u}}} }$	Pseudoskalar	1865	0	+1	0	4.1×10-13
Ds	${\displaystyle \mathrm {D_{s}^{+}} }$	${\displaystyle \mathrm {D_{s}^{-}} }$	${\displaystyle \mathrm {c{\bar {s}}} }$	Pseudoskalar	1968	+1	+1	0	4.9×10-13
J/Psi	${\displaystyle \mathrm {J/\psi } }$	Self	${\displaystyle \mathrm {c{\bar {c}}} }$	Vektor	3096.9	0	0	0	7.2×10-21	e+ + e- or μ+ + μ- ...	Se sjarmonium
B	${\displaystyle \mathrm {B^{+}} }$	${\displaystyle \mathrm {B^{-}} }$	${\displaystyle \mathrm {u{\bar {b}}} }$	Pseudoskalar	5279	0	0	+1	1.7×10-12
B	${\displaystyle \mathrm {B^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {\bar {B^{0}}} }$	${\displaystyle \mathrm {d{\bar {b}}} }$	Pseudoskalar	5279	0	0	+1	1.5×10-12
Bs	${\displaystyle \mathrm {B_{s}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {{\bar {B}}_{s}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {s{\bar {b}}} }$	Pseudoskalar	5369	-1	0	+1	1.46×10-12
Bc	${\displaystyle \mathrm {B_{c}^{+}} }$	${\displaystyle \mathrm {B_{c}^{-}} }$	${\displaystyle \mathrm {c{\bar {b}}} }$	Pseudoskalar	6400	0	+1	+1	5×10-13
Upsilon	${\displaystyle \Upsilon \,}$	Self	${\displaystyle \mathrm {b{\bar {b}}} }$	Vektor	9460	0	0	0	1.3×10-20	e+ + e- or μ+ + μ- ...	See bunnium

(^) Det er to komplikasjoner ved elektrisk nøytrale kaoner:

1. På grunn av nøytral kaon miksing vil ${\displaystyle \mathrm {K_{S}^{0}} }$ and ${\displaystyle \mathrm {K_{L}^{0}} }$ ikke være eigentilstander for særhet. Men de er eigentilstander for den svake kjernekraften, som dermed bestemmer deres henfall, så disse partiklene har bestemt henfallstid.
2. På grunn av lineære kombinasjoner som vist over for ${\displaystyle \mathrm {K_{S}^{0}} }$ and ${\displaystyle \mathrm {K_{L}^{0}} }$ er disse helt korrekte på grunn av en nødvendig liten korreksjon for CP symmetribrudd.

Disse komplikasjonene eksisterer i prinsippet også for andre nøytrale mesoner, men svake eigentilstander noteres bare for kaoner på grunn av deres svært forskjellige henfallstid.