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介子是由一個夸克和一個反夸克組成的不穩定亞原子粒子,為強子的一種。強子的另一個成員是重子,由三個夸克組成的亞原子粒子。介子和重子的主要區別在於介子具有整數自旋(因此是玻色子),而重子是費米子(半整數自旋)。因為介子是玻色子,泡利不相容原理不適用於它們。因此,它們可以在短距離內充當作用力的中介粒子,從而在核相互作用等過程中發揮作用。

由於介子是由夸克組成的,它們既參與弱相互作用,也參與強相互作用。帶淨電荷的介子也參與了電磁相互作用。它們根據夸克含量、總角動量、宇稱和各種其他性質(如C-宇稱和G-宇稱)進行分類。雖然沒有介子是穩定的,但質量較低的介子比質量最大的介子更穩定,在粒子加速器或宇宙射線實驗中更容易觀察和研究。它們通常比重子質量小,這意味着它們在實驗中更容易產生,並且比重子更快地表現出更高的能量現象。例如,1974年在J/ψ介子中發現魅夸克[1][2] ,1977年在ϒ介子中發現底夸克[3]。
每個介子都有一個對應的反粒子(反介子),夸克被相應的反夸克取代,反之亦然。例如,一個正介子(π+)是由一個上夸克和一個反下夸克組成的;它對應的反粒子,負介子(π-)由一個反上夸克和一個下夸克組成。一些實驗顯示了四夸克介子的證據,由兩個夸克和兩個反夸克組成的奇異介子,但粒子物理學整體上認為它們的存在是可能的[4]。
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介子列表
下面列出了所有已知和預測的贗標介子和矢量介子的詳細信息。
本列表並未列出反介子。然而,它們只是將所有夸克換成對應的反夸克,並將Q、B、S、C、B′等數值變號。名稱旁邊有†的粒子已由標準模型預測,但尚未觀察到。紅色的數值並沒有通過實驗確定,而是通過夸克模型預測出來的,並且與測量結果一致。
在本列表中的符號有:I(同位旋)、J(總角動量量子數)、P(宇稱,表示座標系鏡像變換時特徵值的奇偶性)、C(C-宇稱)、G(G-宇稱)、u(上夸克)、d(下夸克)、s(奇夸克)、c(粲夸克)、b(底夸克)、Q(電荷)、B(重子數)、 S(奇異數)、C(粲數)、B′(底數)以及多種次原子粒子。
JP = 0-介子
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| 粒子名稱 | 粒子 符號 | 反粒子 符號 | 夸克組成 | 靜止質量 (MeV/c2) | IG | JPC | S | C | B' | 平均生命期 (s) | 通常衰變至 (>5%的衰變) | 
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| π介子[5] | π+ | π− | u d | 0139.57018 !7002139570180000000♠139.57018±0.00035 | 1− | 0− | 0 | 0 | 0 | -08.2 !6992260330000000000♠(2.6033±0.0005)×10−8 | μ+ + ν μ | 
| π介子[6] | π0 | Self | 0134.9766 !7002134976599999999♠134.9766±0.0006 | 1− | 0−+ | 0 | 0 | 0 | -17 !6983851999999999999♠(8.52±0.18)×10−17 | γ + γ | |
| η介子[7] | η | Self | 0547.862 !7002547861999999999♠547.862±0.018 | 0+ | 0−+ | 0 | 0 | 0 | -19 !6981501999999999999♠(5.02±0.19)×10−19[b] | γ + γ or π0 + π0 + π0 or | |
| η素介子[8] | η′ (958) | Self | 0957.78 !7002957780000000000♠957.78±0.06 | 0+ | 0−+ | 0 | 0 | 0 | -21 !6979331999999999999♠(3.32±0.15)×10−21[b] | π+ + π− + η or | |
| η粲介子[9] | η c (1S) | Self | c c | 7003298360000000000♠2983.6±0.7 | 0+ | 0−+ | 0 | 0 | 0 | -23 !6977204000000000000♠(2.04±0.05)×10−23[b] | http://pdg.lbl.gov/2010/listings/rpp2010-list-eta-c-1S.pdf(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) | 
| η底介子[10] | η b (1S) | Self | b b | 7003939800000000000♠9398.0±3.2 | 0+ | 0−+ | 0 | 0 | 0 | 未知 | http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-eta-b-1S.pdf(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) | 
| K介子[11] | K+ | K− | u s | 0493.677 !7002493677000000000♠493.677±0.016 | 1⁄2 | 0− | 1 | 0 | 0 | -08.3 !6992123800000000000♠(1.2380±0.0021)×10−8 | μ+ + ν μ or | 
| K介子[12] | K0 | K0 | d s | 0497.614 !7002497614000000000♠497.614±0.024 | 1⁄2 | 0− | 1 | 0 | 0 | [c] | [c] | 
| 短壽命K介子[13] | K0 S | Self | 0497.614 !7002497614000000000♠497.614±0.024[d] | 1⁄2 | 0− | (*) | 0 | 0 | -11 !6989895400000000000♠(8.954±0.004)×10−11 | π+ + π− or | |
| 長壽命K介子[14] | K0 L | Self | 0497.614 !7002497614000000000♠497.614±0.024[d] | 1⁄2 | 0− | (*) | 0 | 0 | -08.1 !6992511599999999999♠(5.116±0.021)×10−8 | π± + e∓ + ν e or π± + μ∓ + ν μ or | |
| D介子[15] | D+ | D− | c d | 7003186961000000000♠1869.61±0.10 | 1⁄2 | 0− | 0 | +1 | 0 | -12.4 !6988104000000000000♠(1.040±0.007)×10−12 | http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-D-plus-minus.pdf(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) | 
| D介子[16] | D0 | D0 | c u | 7003186484000000000♠1864.84±0.07 | 1⁄2 | 0− | 0 | +1 | 0 | -13.3 !6987410100000000000♠(4.101±0.015)×10−13 | http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-D-zero.pdf(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) | 
| 奇D介子[17] | D+ s | D− s | c s | 7003196830000000000♠1968.30±0.11 | 0 | 0− | +1 | +1 | 0 | -13.1 !6987500000000000000♠(5.00±0.07)×10−13 | http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-Ds-plus-minus.pdf(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) | 
| B介子[18] | B+ | B− | u b | 7003527926000000000♠5279.26±0.17 | 1⁄2 | 0− | 0 | 0 | +1 | -12.1 !6988163800000000000♠(1.638±0.004)×10−12 | http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-B-plus-minus.pdf(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) | 
| B介子[19] | B0 | B0 | d b | 7003527958000000000♠5279.58±0.17 | 1⁄2 | 0− | 0 | 0 | +1 | -12.2 !6988151900000000000♠(1.519±0.009)×10−12 | http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-B-zero.pdf(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) | 
| 奇B介子[20] | B0 s | B0 s | s b | 7003536677000000000♠5366.77±0.24 | 0 | 0− | −1 | 0 | +1 | -12.3 !6988151200000000000♠(1.512±0.007)×10−12 | http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-Bs-zero.pdf(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) | 
| 粲B介子[21] | B+ c | B− c | c b | 7003627560000000000♠6275.6±1.1 | 0 | 0− | 0 | +1 | +1 | -13.2 !6987452000000000000♠(4.52±0.33)×10−13 | http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-Bc-plus-minus.pdf(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) | 
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[a] ^  由於非零夸克質量而產生的補償不精確。
[b] ^  此處根據粒子數據組(PDG)所給出的共振寬度(Γ)值,使用生命期τ = ħ/Γ 轉換求得。
[c] ^  強本徵態,沒有確定的壽命。
[d] ^  所給出的
K0
L與
K0
S的質量與
K0
相同,但已知
K0
L與
K0
S存在大約為6989220000000000000♠2.2×10−11 MeV/c2的質量差。[14]
[e] ^ Weak eigenstate. Makeup is missing small CP–violating term (see notes on neutral kaons below).
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JP = 1-介子
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| 粒子名稱 | 粒子 符號 | 反粒子 符號 | 夸克組成 | 靜止質量 (MeV/c2) | IG | JPC | S | C | B' | 平均生命期 (s) | 通常衰變至 (>5%的衰變) | 
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ρ介子[22] | ρ+ (770) | ρ− (770) | u d | 0775.11 !7002775110000000000♠775.11±0.34 | 1+ | 1− | 0 | 0 | 0 | -24 !6976440999999999999♠(4.41±0.02)×10−24[f][g] | π± + π0 | 
| ρ介子[22] | ρ0 (770) | Self | 0775.26 !7002775260000000000♠775.26±0.25 | 1+ | 1−− | 0 | 0 | 0 | -24 !6976444999999999999♠(4.45±0.03)×10−24[f][g] | π+ + π− | |
| ω介子[23] | ω (782) | Self | 0783 !7002782650000000000♠782.65±0.12 | 0− | 1−− | 0 | 0 | 0 | -23 !6977774999999999999♠(7.75±0.07)×10−23[f] | π+ + π0 + π− or | |
| φ介子[24] | φ (1020) | Self | s s | 7003101946100000000♠1019.461±0.019 | 0− | 1−− | 0 | 0 | 0 | -22.3 !6978154000000000000♠(1.54±0.01)×10−22[f] | K+ + K− or K0 S + K0 L or ( ρ + π ) / ( π+ + π0 + π− ) | 
| J/ψ介子[25] | J/ψ | Self | c c | 7003309691600000000♠3096.916±0.011 | 0− | 1−− | 0 | 0 | 0 | -21.1 !6979708999999999999♠(7.09±0.21)×10−21[f] | http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-J-psi-1S.pdf(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) | 
| ϒ介子[26] | ϒ (1S) | Self | b b | 7003946029999999999♠9460.30±0.26 | 0− | 1−− | 0 | 0 | 0 | -20.3 !6980121999999999999♠(1.22±0.03)×10−20[f] | http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-upsilon-1S.pdf(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) | 
| K介子[27] | K∗+ | K∗− | u s | 0892 !7002891660000000000♠891.66±0.026 | 1⁄2 | 1− | 1 | 0 | 0 | -23.1 !6977325999999999999♠(3.26±0.06)×10−23[f][g] | http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-K-star-892.pdf(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) | 
| K介子[27] | K∗0 | K∗0 | d s | 0896 !7002895810000000000♠895.81±0.19 | 1⁄2 | 1− | 1 | 0 | 0 | -20.2 !6977138999999999999♠(1.39±0.02)×10−23[f] | http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-K-star-892.pdf(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) | 
| D介子[28] | D∗+ (2010) | D∗− (2010) | c d | 7003201026000000000♠2010.26±0.07 | 1⁄2 | 1− | 0 | +1 | 0 | -21.2 !6979788999999999999♠(7.89±0.17)×10−21[f] | D0 + π+ or D+ + π0 | 
| D介子[29] | D∗0 (2007) | D∗0 (2007) | c u | 7003200696000000000♠2006.96±0.10 | 1⁄2 | 1− | 0 | +1 | 0 | -22.2 !>6978310000000000000♠3.1×10−22[f] | D0 + π0 or D0 + γ | 
| 奇D介子[30] | D∗+ s | D∗− s | c s | 7003211210000000000♠2112.1±0.4 | 0 | 1− | +1 | +1 | 0 | -22.1 !>6978340000000000000♠3.4×10−22[f] | D∗+ + γ or D∗+ + π0 | 
| B介子[31] | B∗+ | B∗− | u b | 7003532520000000000♠5325.2±0.4 | 1⁄2 | 1− | 0 | 0 | +1 | 未知 | B+ + γ | 
| B介子[31] | B∗0 | B∗0 | d b | 7003532520000000000♠5325.2±0.4 | 1⁄2 | 1− | 0 | 0 | +1 | 未知 | B0 + γ | 
| 奇B介子[32] | B∗0 s | B∗0 s | s b | 7003541539999999999♠5415.4+2.4 −2.1 | 0 | 1− | −1 | 0 | +1 | 未知 | B0 s + γ | 
| 粲B介子† | B∗+ c | B∗− c | c b | 未知 | 0 | 1− | 0 | +1 | +1 | 未知 | 未知 | 
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[f] ^  此處根據粒子數據組(PDG)所給出的共振寬度(Γ)值,使用生命期τ = ħ/Γ 轉換求得。 
[g] ^  精確值取決於所用的方法,詳見給定參考。
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因為這個表最初是從公布的結果中推導出來的,其中許多結果是初步的,所以下表中多達64個介子可能不存在,或者質量或量子數錯誤。
更多資訊 較輕/無味 (S=C=B=0), 奇異 (S=±1, C=B=0) ...
| 較輕/無味 (S=C=B=0) | 奇異 (S=±1, C=B=0) | 粲/奇異 (C=S=±1) | c c | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IG(JPC) | IG(JPC) | IG(JP) | IG(JP) | IG(JPC) | |||||
| π± | 1−(0−) | φ(1680) | 0−(1−−) | K± | 1⁄2(0−) | D± s | 0(0−) | η c(1S) | 0+(0−+) | 
| π0 | 1−(0−+) | ρ 3(1690) | 1+(3−−) | K0 | 1⁄2(0−) | D*± s | 0(??) | J/ψ(1S) | 0−(1−−) | 
| η | 0+(0−+) | ρ(1700) | 1+(1−−) | K0 S | 1⁄2(0−) | D* s0(2317)± | 0(0+) | χ c0(1P) | 0+(0++) | 
| f 0(500) | 0+(0++) | a 2(1700) | 1−(2++) | K0 L | 1⁄2(0−) | D s1(2460)± | 0(1+) | χ c1(1P) | 0+(1++) | 
| ρ(770) | 1+(1−−) | f0(1710) | 0+(0++) | K* 0(800) | 1⁄2(0+) | D s1(2536)± | 0(1+) | h c(1P) | ??(1+−) | 
| ω(782) | 0−(1−−) | η(1760) | 0+(0−+) | K* (892) | 1⁄2(1−) | D s2(2573) | 0(??) | χ c2(1P) | 0+(2++) | 
| η′ (958) | 0+(0−+) | π(1800) | 1−(0−+) | K 1(1270) | 1⁄2(1+) | D* s1(2700)± | 0(1−) | η c(2S) | 0+(0−+) | 
| f 0(980) | 0+(0++) | f 2(1810) | 0+(2++) | K 1(1400) | 1⁄2(1+) | D* sJ(2860)± | 0(??) | ψ(2S) | 0−(1−−) | 
| a 0(980) | 1−(0++) | X(1835) | ??(?−+) | K* (1410) | 1⁄2(1−) | D sJ(3040)± | 0(??) | ψ(3770) | 0−(1−−) | 
| φ(1020) | 0−(1−−) | X(1840) | ??(???) | K* 0(1430) | 1⁄2(0+) | 底 (B=±1) | X(3823) | ??(??−) | |
| h 1(1170) | 0−(1+−) | φ 3(1850) | 0−(3−−) | K* 2(1430) | 1⁄2(2+) | X(3872) | 0+(1++) | ||
| b 1(1235) | 1+(1+−) | η 2(1870) | 0+(2−+) | K(1460) | 1⁄2(0−) | B± | 1⁄2(0−) | X(3900)± | ?(1+) | 
| a 1(1260) | 1−(1++) | π 2(1880) | 1−(2−+) | K 2(1580) | 1⁄2(2−) | B0 | 1⁄2(0−) | X(3900)0 | ?(??) | 
| f 2(1270) | 0+(2++) | ρ(1900) | 1+(1−−) | K(1630) | 1⁄2(??) | B± / B0 Admixture | χ c0(2P) | 0+(0++) | |
| f 1(1285) | 0+(1++) | f 2(1910) | 0+(2++) | K 1(1650) | 1⁄2(1+) | B± / B0 / B0 s/b-baryon Admixture | χ c2(2P) | 0+(2++) | |
| η(1295) | 0+(0−+) | f 2(1950) | 0+(2++) | K* (1680) | 1⁄2(1−) | X(3940) | ??(???) | ||
| π(1300) | 1−(0−+) | ρ 3(1990) | 1+(3−−) | K 2(1770) | 1⁄2(2−) | Vcb and Vub CKM Matrix Admixture | X(4020)± | ?(??) | |
| a 2(1320) | 1−(2++) | f 2(2010) | 0+(2++) | K* 3(1780) | 1⁄2(3−) | ψ(4040) | 0−(1−−) | ||
| f 0(1370) | 0+(0++) | f 0(2020) | 0+(0++) | K 2(1820) | 1⁄2(2−) | B* | 1⁄2(1−) | X(4050)± | ?(??) | 
| h 1(1380) | ?−(1+−) | a 4(2040) | 1−(4++) | K(1830) | 1⁄2(0−) | B* J(5732) | ?(??) | X(4140) | 0+(??+) | 
| π 1(1400) | 1−(1−+) | f 4(2050) | 0+(4++) | K* 0(1950) | 1⁄2(0+) | B 1(5721)0 | 1⁄2(1+) | ψ(4160) | 0−(1−−) | 
| η(1405) | 0+(0−+) | π 2(2100) | 1−(2−+) | K* 2(1980) | 1⁄2(2+) | B* 1(5721)0 | 1⁄2(2+) | X(4160) | ??(???) | 
| f 1(1420) | 0+(1++) | f 0(2100) | 0+(0++) | K* 0(2045) | 1⁄2(4+) | 底/奇異 (B=±1, S=∓1) | X(4250)± | ?(??) | |
| ω(1420) | 0−(1−−) | f 2(2150) | 0+(2++) | K 2(2250) | 1⁄2(2−) | X(4260) | ??(1−−) | ||
| f 2(1430) | 0+(2++) | ρ(2150) | 1+(1−−) | K 3(2320) | 1⁄2(3+) | B0 s | 0(0−) | X(4350) | 0+(??+) | 
| a 0(1450) | 1−(0++) | φ(2170) | 0−(1−−) | K* 5(2380) | 1⁄2(5−) | B* s | 0(1−) | X(4360) | ??(1−−) | 
| ρ(1450) | 1+(1−−) | f 0(2200) | 0+(0++) | k 4(2500) | 1⁄2(4−) | B s1(5830)0 | 0(1+) | ψ(4415) | 0−(1−−) | 
| η(1475) | 0+(0−+) | fJ(2200) | 0+(2++ or 4++) | K(3100) | ??(???) | B* s2(5840)0 | 0(2+) | X(4430)± | ?(1+) | 
| f 0(1500) | 0+(0++) | 粲 (C=±1) | B* sJ(5850) | ?(??) | X(4660) | ??(1−−) | |||
| f 1(1510) | 0+(1++) | η(2225) | 0+(0−+) | 底/粲 (B=C=±1) | b b | ||||
| f′ 1(1525) | 0+(2++) | ρ 3(2250) | 1+(3−−) | D± | 1⁄2(0−) | η b(1S) | 0+(0−+) | ||
| f 2(1565) | 0+(2++) | f2(2300) | 0+(2++) | D0 | 1⁄2(0−) | B± c | 0(0−) | Υ(1S) | 0−(1−−) | 
| ρ(1570) | 1+(1−−) | f 4(2300) | 0+(4++) | D* (2007)0 | 1⁄2(1−) | χ b0(1P) | 0+(0++) | ||
| h 1(1595) | 0−(1+−) | f 0(2330) | 0+(0++) | D* (2010)± | 1⁄2(1−) | χ b1(1P) | 0+(1++) | ||
| π 1(1600) | 1−(1−+) | f 2(2340) | 0+(2++) | D* 0(2400)0 | 1⁄2(0+) | χ b0(2P) | 0+(0++) | ||
| a 1(1640) | 1−(1++) | ρ 5(2350) | 1+(5−−) | D* 0(2400)± | 1⁄2(0+) | h b(1P) | ??(1+−) | ||
| f 2(1640) | 0+(2++) | a 6(2450) | 1−(6++) | D 1(2420)0 | 1⁄2(1+) | χ b2(1P) | 0+(2++) | ||
| η 2(1645) | 0+(2−+) | f 6(2510) | 0+(6++) | D 1(2420)± | 1⁄2(??) | η b(2S) | 0+(0−+) | ||
| ω(1650) | 0−(1−−) | 其他較輕的介子 | D 1(2430)0 | 1⁄2(1+) | Υ(2S) | 0−(1−−) | |||
| ω 3(1670) | 0−(3−−) | 其他狀態 | D* 2(2460)0 | 1⁄2(2+) | Υ(1D) | 0−(2−−) | |||
| π 2(1670) | 1−(2−+) | D* 2(2460)± | 1⁄2(2+) | χ b0(2P) | 0+(0++) | ||||
| D(2550)0 | 1⁄2(0−) | χ b1(2P) | 0+(1++) | ||||||
| D(2600) | 1⁄2(??) | h b(2P) | ??(1+−) | ||||||
| D* (2640)± | 1⁄2(??) | χ b2(2P) | 0+(2++) | ||||||
| D(2750) | 1⁄2(??) | Υ(3S) | 0−(1−−) | ||||||
| χ b(3P) | ??(??+) | ||||||||
| Υ(4S) | 0−(1−−) | ||||||||
| X(10610)± | 1+(1+) | ||||||||
| X(10610)0 | 1+(1+) | ||||||||
| X(10650)± | ?+(1+) | ||||||||
| Υ(10860) | 0−(1−−) | ||||||||
| Υ(11020) | 0−(1−−) | ||||||||
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參見
參考文獻
外部連結
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