Meson

Meson
	tipu de particula cuantica
	hadron y Boson

En fisica de particules , un meson (del griegu antiguu μ?σο?, mesos , lliteralmente: que ta en mediu ) ye un boson ^[1]^[2] que respuende a la interaccion nuclear fuerte , esto ye, un hadron con un espin enteru.

Nel Modelu estandar , los mesones son particules compuestes nun estau quark - antiquark . Creese que tolos mesones conocios consisten nun par quark-antiquark (los asina llamaos quarks de valencia ) mas un "mar" de pares quark-antiquark y gluones virtuales. Ta en progresu la busca de mesones exoticos que tienen constituyentes distintos. Los quarks de valencia pueden esistir nuna superposicion d'estaos de sabor ; por casu, el pion neutru nun ye nin un par enriba-antiarriba nin un par embaxo-antiabajo, sinon una superposicion cuantica igual de dambos. Los mesones pseudoescalares (con espin 0) tienen la menor enerxia en reposu, onde'l quark y antiquark tienen espines opuestos, y depues el meson vectorial ( vector meson ) (con espin 1), onde'l quark y antiquark tienen espines paralelos. Dambos presenten versiones de mayor enerxia onde'l espin ta amontau pol momentu angular orbital. Tolos mesones son inestables.

Orixinalmente, predixose que los mesones yeren el portadores de la fuercia que xune al proton y al neutron , d'ende'l so nome. Cuando foi descubiertu, el muon asignar a esta familia de masa similar y foi bautizau como "meson mu", sicasi nun amoso interaccion fuerte cola materia nuclear: ye en realida un lepton . El pion foi'l primer meson autenticu en ser descubiertu.

En 1949 Hideki Yukawa foi gallardoniau col Premiu Nobel de Fisica por predicir la esistencia del meson. Orixinalmente llamar 'mesontron', pero foi correxiu por Werner Heisenberg (el so padre foi profesor en griegu de la Universida de Munich), quien indico que nun habia un 'tr' na pallabra griega 'mesos'.

Descubrimientu y desenvolvimientu [ editar | editar la fonte ]

La esistencia de los mesones foi propuesta pol fisicu nuclear xapones Hideki Yukawa en 1935. La so idea yera qu'esistien una serie de particules mas pesaes que l'electron que yeren responsables de la interaccion nuclear fuerte. Primeramente pensose qu'estes particules yeren los muones (incorreutamente llamaos mesones ), pero darreu comprobose qu'estos pertenecien al grupu de los leptones. Los mesones postulaos por Yukawa fueron afayaos en 1947 por Powell y denominaos mesones o piones.

Darreu fueron afayandose distintos grupos de mesones, ente ellos los mesones-K o kaones. Esisten diversos mesones, que producense n'interacciones ente bariones y son inestables. Anque primeramente definiense pola so masa entemedia ente la del electron y la del proton , hai de masa cimero a esti postreru. Los mesones tan formaos por un quark y un antiquark .

Los nomes de los mesones [ editar | editar la fonte ]

Los nomes de los mesones son tales que puedan inferise les sos principales propiedaes. A la inversa, daes les propiedaes d'un meson, el so nome queda claramente determinau. Les convenciones de denominacion cayen en dos categories segun la so sabor : los mesones ensin sabor y los que tienen sabor.

Mesones ensin sabor [ editar | editar la fonte ]

Los mesones ensin sabor son mesones que los sos numberos cuanticos de sabor son toos cero. Esto significa qu'esos quarks son estaos quarkonios (pares quark-antiquark del mesmu sabor) o una superposicion llinial de tales estaos.

El nome de los mesones ensin sabor ta determinau pol so espin total S y el so momentu angular orbital L . Como un meson ta compuestu por dos quarks con s = 1/2 el espin total puede solo ser S = 1 (espines paralelos) o S = 0 (espines anti-paralelos). El numberu cuanticu orbital L deber a la revolucion d'un quark sobre otru. De normal los momentos angulares orbitales mayores traducir nuna mayor masa pal meson. Estos dos numberos cuanticos determinen la parida P y la parida de la carga conxugada C de los mesones:

P = (?1) ^L
+1

C = (?1) ^L
+
S

L y S sumir pa formar un numberu cuanticu pel momento angular total J , que'l so valor ta nel rangu de | L ? S | a L + S nun pasu unitariu. Les distintes posibilidaes resumir nes espresiones ^2
S
+1L _J y J ^PC (equi solo usase'l signu pa P y C ).

Les distintes posibilidaes y el correspondiente simbolu del meson vienen daos na siguiente tabla:

	J ^PC =	(0, 2…) ^{? +}	(1, 3…) ^{+ ?}	(1,2…) ^{? ?}	(0, 1…) ^{+ +}
Composicion de quarks	^2 S +1L _J = ^*	¹( S , D …) _J	¹( P , F …) _J	³( S , D …) _J	³( P , F …) _J
$o{\bar {d}}{\mbox{, }}o{\bar {o}}-d{\bar {d}}{\mbox{, }}d{\bar {o}}$ ^†	I = 1	π	b	ρ	a
$o{\bar {o}}+d{\bar {d}}{\mbox{, }}s{\bar {s}}$ ^‡	I = 0	η , η'	h , h'	$\phi \,\!$ , ω	f , f'
$c{\bar {c}}$	I = 0	η _c	h _c	ψ ^?	χ _c
$b{\bar {b}}$	I = 0	η _b	h _b	Υ ^**	χ _b

Notes:

^* Notese que delles combinaciones tan prohibies: 0 ^{? ?}, 0 ^{+ ?}, 1 ^{? +}, 2 ^{+ ?}, 3 ^{? +}...

^† Na primer fila les particules con isospines triples: π ^?, π ⁰, π ⁺ etc.

^‡ La segunda fila contien pares d'elementos: φ corresponder con un estau

s{\bar {s}}

, y ω con

o{\bar {o}}+d{\bar {d}}

. N'otros casos nun se conoz la composicion exacta, y usase una prima pa estremar los dos formes.

^? Por razones historiques, a la forma 1³ S ₁ de ψ se la llapada J /ψ

^** El simbolu del estau bottomonico ye una upsilon mayuscula

Les series normales de parida-espin tan formaes polos mesones con P = (?1) ^J. Na serie normal, S = 1, y por tanto PC = +1 (p.y., P = C ). Esto correspuende a dellos estaos tripletes (apaecen nos dos ultimes columnes)

Diagrama de Feynman d'unu de les maneres en que la particula eta puede aparrar en 3 piones al emitir gluones .

Como munchos d'esos simbolos podien referise a mas d'una particula, anadieronse regles extra :

Nesti esquema, les particules con J ^P = 0 ^? conocense como pseudoescalares , y a los mesones con J ^P = 1 ^? llamase-yos vectores . Pa otres particules, el numberu J anader como subindice: a ₀, a ₁, χ _c
1, etc.
Pa munchos de los estaos ψ , Υ y χ ye comun incluyir la informacion espectroscopica: Υ (1S), Υ (2S). El primer numberu ye'l numberu cuanticu principal y la lletra ye la notacion espectroscopica de L . La multiplicida omitese ya que ta implicita nel simbolu y J apaez como un subindice cuando se precisa: χ _b
2(1P). Si la informacion espectroscopica nun ta disponible, indicase la masa: Υ (9460).
L'esquema de nomenclatura nun estrema ente estaos "puros" de quarks y estaos gluonicos , los estaos gluonicos siguen el mesmu esquema.
Sicasi, los mesones exoticos con numberos cuanticos "prohibios": J ^PC = 0 ^{? ?}, 0 ^{+ ?}, 1 ^{? +}, 2 ^{+ ?}, 3 ^{? +}... podrien usar la mesma convencion que los mesones con identicu numberu J ^P, pero anadiendo un subindice J . Un meson con isospin 0 y J ^PC = 1 ^{? +} puede ser denotado como ω ₁. Cuando se desconocen los numberos cuanticos d'una particula, esta designase con una X siguida pola so masa ente parentesis.

Mesones con sabores [ editar | editar la fonte ]

Pa los mesones con sabor, l'esquema de nomes ye un pocu mas simple.

1. Los nomes de los mesones asignar segun cual sia'l mas pesau de los sos dos quarks. Del mas siquier masivu, l'orde ye t > b > c > s > d > o . Sicasi, o y d nun lleven nengun sabor, asina estos nun alterien l'esquema de nomes. El quark t nunca forma hadrones, pero'l simbolu T acutase comoquier.

quark	simbolu	quark	simbolu
c	D	t	T
s	${\bar {K}}$	b	${\bar {B}}$

Notese'l fechu de que pa los quarks b y s llogramos un simbolu d'antiparticula. Esto debe a que s'adopta la convencion de que la carga de sabor y la carga lletrica tienen de concordar nel signu. Esto tamien se cumple pal tercer componente del isospin : el quark enriba tien carga y I ₃ positivos, el quark embaxo tien carga y I ₃ negativos. La consecuencia ye que la carga de sabor de cualquier meson tien el mesmu signu que la so carga lletrica..

2. Si'l segundu quark tien tamien sabor (nun ye o o d ) entos la so identificacion vien dada pol subindice ( s , c or b , y en teoria t ).

3. Anadir un superindice "*" si'l meson ta na serie normal parida-espin, p.ex. J ^P = 0 ⁺, 1 ^?, 2 ⁺...

4. Pa mesones que nun sian pseudoescalares (0 ^?) o vectores (1 ^?) anader el numberu cuanticu del momentu angular total J como subindice.

Si xunir tou tenemos que:

Composicion del quark	Isospin	J ^P = 0 ^?, 1 ⁺, 2 ^?...	J ^P = 0 ⁺, 1 ^?, 2 ⁺...
${\bar {'}}lso,\ {\bar {s}}d$	1/2	$K_{J}$ ^†	$K_{J}^{*}$
$c{\bar {o}},\ c{\bar {d}}$	1/2	$D_{J}$	$D_{J}^{*}$
$c{\bar {s}}$	0	$D_{sJ}$	$D_{sJ}^{*}$
${\bar {b}}u,\ {\bar {b}}d$	1/2	$B_{J}$	$B_{J}^{*}$
${\bar {b}}s$	0	$B_{sJ}$	$B_{sJ}^{*}$
${\bar {b}}c$	0	$B_{cJ}$	$B_{cJ}^{*}$

† J ta omitida por 0 ^? and 1 ^?

En dellos casos, les particules pueden camudar ente elles. Por casu, el kaon neutru $K^{0}\,({\bar {s}}d)$ y la so antiparticula ${\bar {K}}^{0}\,(s{\bar {d}})$ pueden combinase de manera simetrica o antisimetrica, aniciando dos nueves particules, kaones neutros de vida curtia y de vida llarga $K_{S}^{0}={\begin{matrix}{1 \over {\sqrt {2}}}\end{matrix}}(K^{0}-{\bar {K}}^{0}),\;K_{L}^{0}={\begin{matrix}{1 \over {\sqrt {2}}}\end{matrix}}(K^{0}+{\bar {K}}^{0})$ (refugando'l pequenu terminu de la violacion CP ).