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

W 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

Mezony 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

^[4]

Uwagi

1. Zauważ, że niektóre kombinacje są zabronione: 0^{− −}, 0^{+ −}, 1^{− +}, 2^{+ −}, 3^{− +}...
2. Pierwszy rząd zawiera tryplety izospinowe: π⁻, π⁰, π⁺ itp.
3. 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.
4. Z powodów historycznych, stan 1³S₁ mezonu ψ nazywa się J/ψ
5. Symbol tej grupy stanów to wielki ypsilon (może wyglądać jak igrek przy niektórych czcionkach)
6. Mezony zawierające kwark szczytowy nie istnieją z powodu jego zbyt krótkiego czasu życia, ale są zarezerwowane symbole dla nich.