중간자

Meson
중간자
Meson nonet - spin 0.svg
스핀 0의 중간자는 nonet을 형성합니다.
구성.복합쿼크앤티크
통계 정보보소닉
가족하드론
상호 작용, , 전자기중력
이론화유카와 히데키(1935년)
발견된1947
종류들최대 140 (리스트)
덩어리134.9MeV/
c부터2 (µ0
)

9.460 GeV/c2(
Ω
)까지
전하−1 e, 0 e, +1 e
스핀0, 1

입자 물리학에서 중간자(/μmizznnz/ 또는 /μmzznnz/)는 같은 수의 쿼크반쿼크로 구성된 하드론 아원자 입자이며, 대개 각각의 강한 상호작용에 의해 결합됩니다.중간자는 쿼크 하위 입자로 구성되기 때문에, 양성자중성자 크기의 약 0−15.6배인 대략 1펨토미터(1×10m)[1] 직경의 의미 있는 물리적 크기를 가지고 있다.모든 중간자는 불안정하며, 가장 긴 수명은 수백분의 1초밖에 지속되지 않습니다.무거운 중간자는 가벼운 중간자로 분해되고, 궁극적으로는 안정된 전자, 중성미자, 광자로 분해됩니다.

핵 바깥에서 중간자는 우주선중입자 물질과 같은 쿼크로 만들어진 입자 사이의 매우 높은 에너지 충돌의 단명 산물로만 자연에서 나타납니다.중간자는 양성자, 반양성자 또는 다른 입자의 충돌사이클로트론이나 다른 가속기에서 인공적으로 생성된다.

높은 에너지의 중간자는 빅뱅에서 순간적으로 생성되었지만, 오늘날에는 자연에서 역할을 할 것으로 생각되지 않는다.하지만, 그러한 무거운 중간자는 무거운 중간자를 구성하는 무거운 종류의 쿼크의 특성을 이해하기 위해 입자 가속기 실험에서 정기적으로 만들어집니다.

중간자는 두 이상의 쿼크로 구성된 입자로 간단히 정의되는 하드론 입자군의 일부입니다.하드론 계열의 다른 구성원들은 바리온입니다: 홀수 수의 원자가 쿼크로 구성된 아원자 입자들 그리고 몇몇 실험들은 두 개의 쿼크와 하나의 반쿼크의 전통적인 원자가 쿼크 함량이 아닌 4개 이상의 원자가 쿼크 함량을 가진 이국적인 중간자의 증거를 보여줍니다.

쿼크는 회전하기 때문에1/2 중간자와 중입자 사이의 쿼크 수 차이는 기존의 2쿼크 중간자가 보손인 반면, 중입자는 페르미온이다.

각각의 중간자 유형은 쿼크가 대응하는 반입자(반중자)로 대체되며, 그 반대도 마찬가지입니다.예를 들어 정파이온())
+
업쿼크 1개와 다운쿼크 1개로 구성되며, 이에 대응하는 반입자 음파이온(),)

업쿼크 1개와 다운쿼크 1개로 구성된다.

중간자는 쿼크로 구성되어 있기 때문에 약한 상호작용과 강한 상호작용에 모두 참여합니다.순전하를 가진 중간자 또한 전자기 상호작용에 참여합니다.중간자는 쿼크 함량, 총각 운동량, 패리티 및 C 패리티 및 G 패리티와 같은 다양한 특성에 따라 분류됩니다.비록 어떤 중간자도 안정적이지 않지만, 더 작은 질량의 중간자는 더 큰 질량의 중간자보다 더 안정적이기 때문에 입자 가속기나 우주선 실험에서 관찰하고 연구하기가 더 쉽습니다.가장 가벼운 중간자 그룹은 가장 가벼운 중입자 그룹보다 덜 무겁고, 이것은 그들이 실험에서 더 쉽게 생성된다는 것을 의미하며, 따라서 중입자보다 더 높은 에너지의 특정 현상을 더 쉽게 보여줍니다.그러나 중간자는 꽤 질량이 될 수 있다: 예를 들어,[2][3] 1974년에 처음 발견된 참 쿼크를 포함하는 J/Psi


중간자
는 양성자보다 약 3배 더 무겁고,[4] 1977년에 처음 발견된 바닥 쿼크를 포함하는 업실론
중간자는 약 10배 더 무겁다.

역사

유카와 히데키[5][6] 1934년에 원자핵을 하나[7]묶는 핵력의 운반체로서 "메손"의 존재와 대략적인 질량을 예측했다.만약 핵력이 없다면, 두 개 이상의 양성자를 가진 모든 핵은 전자기 반발로 인해 산산조각 날 것이다.유카와는 그의 운반체 입자를 중간자(μέοοos mesos, 그리스어로 "중간자"라는 뜻)라고 불렀는데, 그 이유는 그것의 예측 질량이 전자와 전자 질량의 약 1,836배인 양성자 사이에 있었기 때문이다.뮤온을 발견한 유카와나 칼 데이비드 앤더슨은 원래 이 입자를 "메소트론"이라고 이름 붙였지만 물리학자인 베르너 하이젠베르크(그의 아버지는 뮌헨 대학의 그리스어 교수)에 의해 수정되었다.하이젠베르크는 그리스어 mesos에 [8]tr이 없다고 지적했다.

현대 용어로는 뮤온으로 알려진 유카와 중간자의 첫 번째 후보는 1936년 칼 데이비드 앤더슨과 다른 사람들에 의해 우주선 상호작용의 붕괴 생성물에서 발견되었다.'무중자'는 유카와에게 강력한 핵력의 운반체가 되기에는 적당한 질량을 가지고 있었지만, 이후 10년 동안 그것이 올바른 입자가 아니라는 것이 분명해졌다.결국 중간자는 강력한 핵 상호작용에 전혀 참여하지 않고 무거운 전자 버전처럼 행동한다는 것이 밝혀졌고 결국 중간자가 아닌 전자와 같은 렙톤으로 분류되었다.물리학자들은 이 선택을 하면서 입자 질량 이외의 성질이 그들의 분류를 통제해야 한다고 결정했다.

제2차 세계대전(1939-1945년) 동안 아원자 입자 연구가 수년간 지연되었으며, 대부분의 물리학자들은 전시 필수품을 위한 응용 프로젝트에서 일했다.1945년 8월 전쟁이 끝났을 때, 많은 물리학자들은 점차 평시 연구에 복귀했다.최초로 발견된 진정한 중간자는 나중에 "파이 중간자"라고 불리게 되는 것이었다.이 발견은 1947년 [9]영국 브리스톨 대학에서 우주광선 제품을 조사하던 세실 파월, 휴 뮤어헤드, 세사르 라테스, 그리고 주세페 오치알리니의해 안데스 산맥에 놓여진 사진 필름에 기초하여 이루어졌다.이들 중간자 중 일부는 이미 알려진 뮤 "메손"과 거의 같은 질량을 가졌지만, 그 질량은 그 속으로 붕괴되는 것처럼 보였고, 1947년 물리학자 로버트 마샤크는 이것이 실제로 새롭고 다른 중간자라는 가설을 세우게 했다.다음 몇 년 동안, 더 많은 실험들이 파이온이 정말로 강한 상호작용에 관여하고 있다는 것을 보여주었다.파이온(가상 입자)은 또한 원자핵에서 핵력의 일차적인 힘 운반체로 여겨진다.가상 Rho 중간자 등의 다른 중간자들도 이 힘을 매개하는 데 관여하지만 정도는 덜합니다.파이온의 발견 후, 유카와씨는 그의 예언으로 1949년 노벨 물리학상을 수상했다.

과거에는 중간자라는 단어가 [10]약한 상호작용을 매개하는 "Z0 중간자"와 같은 힘 전달체를 의미하기도 했습니다.하지만, 이 용도는 인기가 없어졌고, 중간자는 쿼크와 고대 쿼크의 쌍으로 이루어진 입자로 정의되었다.

개요

스핀, 궤도 각운동량 및 총 각운동량

스핀(양자 번호 S)은 입자의 "내적" 각운동량을 나타내는 벡터량입니다.1/2[A] 단위나옵니다.

쿼크페르미온, 특히 이 경우 스핀 1/2 (S = 1/2)를 갖는 입자입니다.스핀 투영은 1씩 증가하기 때문에(즉, ), 단일 쿼크는 1/2 길이의 스핀 벡터를 가지며, 두 개의 스핀 투영이 있습니다z(S = +1/2 또는z S = -+1/2).두 쿼크는 스핀을 정렬할 수 있는데, 이 경우 두 스핀 벡터가 더해져 세 개의 가능한 스핀 돌기(S = +1zz, S = 0, S = -1)z 가진 길이 S = 1의 벡터를 만들고, 이들의 조합을 벡터 중간자 또는 스핀-1 트리플렛이라고 한다.두 쿼크가 서로 반대 방향으로 정렬된 스핀을 가지면 스핀 벡터가 합산되어 길이 S = 0의 벡터가 되고 스칼라 중간자 또는 스핀-0 싱글릿이라고 불리는 하나의 스핀 투영(Sz = 0)만 만들어집니다.중간자는 하나의 쿼크와 하나의 반쿼크로 이루어져 있기 때문에, 그들은 3중 회전 상태와 1중 회전 상태로 발견됩니다.후자는 패리티에 따라 스칼라 중간자 또는 의사 중간자라고 불립니다(아래 참조).

양자화각운동량에는 궤도각운동량(양자번호 L)이라고 불리는 또 다른 양이 있는데, 이것은 서로 공전하는 쿼크로 인한 각운동량이며 1µ씩 증가합니다.입자의 총 각운동량(양자수 J)은 두 가지 고유 각운동량(스핀)과 궤도 각운동량의 조합이다.J = L - S부터 J = L + S까지의 값을 1씩 증분하여 얻을 수 있습니다.

L = 0, 1, 2, 3에 대한 중간자 각운동량 양자수
S L P J JP
0 0 0 0
1 + 1 1개+
2 2 2개
3 + 3 3개+
1 0 1 1개
1 + 2, 0 2+, 0+
2 3, 1 3, 1
3 + 4, 2 4+, 2+

입자 물리학자들은 궤도 각운동량이 없는 중간자(L = 0)에 가장 관심이 많다. 따라서 가장 많이 연구된 중간자 두 그룹은 S = 1, L = 0, L = 0이며, J = 1과 J = 0해당한다.또한 S = 0 L = 1에서 J = 1 입자를 얻을 수도 있다.S = 1, L = 0, S = 0을 구별하는 방법, L = 1 중간자는 중간자 스펙트럼 [11]분석의 활성 영역이다.

P패리티

P-패리티는 좌-우 패리티 또는 공간 패리티로, 발견된 여러 "패리티" 중 첫 번째이며, 따라서 종종 "패리티"라고 불립니다.만약 우주가 거울에 비친다면, 대부분의 물리 법칙은 동일할 것입니다. 우리가 "왼쪽"이라고 부르는 것과 우리가 "오른쪽"이라고 부르는 것에 상관없이 모든 것이 똑같이 행동할 것입니다.이 미러 반사의 개념은 패리티(P)라고 불립니다.중력, 전자기력, 강한 상호작용은 우주가 거울에 반사되는지 여부에 관계없이 모두 같은 방식으로 작용하며, 따라서 동등성(P-대칭성)을 보존한다고 한다.단, 약한 상호작용패리티 위반(P-violation)이라고 불리는 현상인 "왼쪽"과 "오른쪽"을 구별합니다.

이를 바탕으로 각 입자의 파동함수(더 정확히는 각 입자 유형의 양자장)가 동시에 거울로 반전된다면 새로운 파동함수 집합은 (약한 상호작용을 제외하고) 물리법칙을 완벽하게 만족시킬 것이라고 생각할 수 있다.이는 사실이 아닌 것으로 판명되었습니다.방정식을 만족시키기 위해서는 미러 반전 외에 특정 유형의 입자의 파동 함수에 -1을 곱해야 한다.이러한 입자 유형은 음수 또는 홀수 패리티(P = -1 또는 대안 P = -)를 가지며, 다른 입자 유형은 양수 또는 짝수 패리티(P = +1 또는 대안 P = +)를 갖는다고 한다.

중간자의 경우 패리티는 다음과 [12][13]같은 관계에 의해 궤도 각운동량과 관련됩니다.

여기서 L파동함수해당 구형 고조파의 패리티의 결과이다."+1"은 디랙 방정식에 따르면 쿼크와 반쿼크가 상반된 내적 패리티를 가지고 있다는 사실에서 유래한다.따라서 중간자의 고유 패리티는 쿼크(+1)와 반쿼크(-1)의 고유 패리티의 곱이다.서로 다르기 때문에 곱은 -1이므로 지수에 나타나는 "+1"이 됩니다.

따라서 궤도 각운동량(L = 0)이 없는 모든 중간자는 홀수 패리티(P = -1)를 갖는다.

C패리티

C-패리티는 자체 반입자인 중간자(즉, 중성 중간자)에 대해서만 정의된다.그것은 중간자의 파동 함수가 그들의 쿼크와 [14]그들의 반쿼크의 교환에서 동일하게 유지되는지 여부를 나타낸다.한다면

중간자는 "C 짝수"가 된다(C = +1).반면에, 만약

중간자는 "C 홀수"(C = -1)가 됩니다.

C-parity는 그 자체로 연구되는 경우는 드물지만, CP-parity로 P-parity와 조합하여 연구되는 경우가 더 흔하다.CP-parity는 원래 보존된 것으로 생각되었지만, 나중에 약한 [15][16][17]상호작용에서 드물게 위반되는 것으로 밝혀졌다.

G패리티

G-parity는 C-parity의 일반화입니다.쿼크와 반쿼크를 교환한 후의 파동함수를 단순히 비교하는 것이 아니라 쿼크 [18]함량에 관계없이 중간자와 대응하는 반타임온을 교환한 후의 파동함수를 비교한다.

한다면

중간자는 "G 짝수"이다(G = +1).반면에, 만약

중간자는 "G 홀수"이다(G = -1).

아이소스핀과 전하

J = 0 구성의 하나P u, d 또는 s 쿼크와 하나의 u, d 또는 s 반쿼크의 조합은 nonet을 형성한다.
J = 1 구성에서 하나P u, d 또는 s 쿼크와 하나의 u, d 또는 s 반타크의 조합도 nonet을 형성한다.

오리지널 아이소스핀 모델

아이소스핀의 개념은 강한 [19]상호작용 하에서 양성자와 중성자 사이의 유사성을 설명하기 위해 1932년 베르너 하이젠베르크에 의해 처음 제안되었다.비록 다른 전하를 가지고 있었지만, 그들의 질량은 너무 비슷해서 물리학자들은 그들이 실제로 같은 입자라고 믿었다.다른 전하가 스핀과 유사한 알려지지 않은 들뜸의 결과로 설명되었습니다.이 알려지지 않은 흥분은 나중에 [20]1937년 유진 위그너에 의해 아이소스핀이라고 불렸다.

첫 번째 중간자가 발견되었을 때, 그들 역시 이소스핀의 눈을 통해 보였고, 그래서 세 개의 파이온은 같은 입자로 믿었지만, 다른 이소스핀 상태에 있었다.

아이소스핀의 수학은 스핀의 수학을 본떠 만들어졌다.Isospin 투영법은 스핀 투영법과 마찬가지로 1씩 증가하여 각 투영법에 "충전 상태"가 관련되었습니다."파이온 입자"는 세 개의 "하전 상태"를 가지고 있기 때문에 이소스핀 I = 1이라고 하며, 그 "하전 상태" θ+
, θ0

각각 이소스핀 투영3 I = +13, I = 03, I = -1에 해당한다.
또 다른 예로는 "rho 입자"가 있으며, 세 가지 충전 상태를 가지고 있습니다."충전 상태" θ+
, θ0
θ
각각 I = +1, I3 = 0, I3 = -1해당한다3.

쿼크 모델에 의한 치환

이러한 믿음은 1964년 Murray Gell-Mann이 (원래 u, d, s 쿼크만 포함)[21] 쿼크 모델을 제안할 까지 지속되었다.아이소스핀 모델의 성공은 이제 비슷한 질량의 u 쿼크와 d 쿼크의 인공물로 이해된다.u 쿼크와 d 쿼크는 질량이 비슷하기 때문에, 같은 수의 쿼크로 만들어진 입자들도 질량이 비슷합니다.

u 쿼크는 ++2/3의 전하를 띠는 반면 d 쿼크는 -+1/3 전하를 띠기 때문u 쿼크와 d 쿼크의 정확한 구성은 전하를 결정합니다.예를 들어, 세 개의 파이온은 모두 다른 전하를 가집니다.


  • π+

    = ( u
    d )

  • = (u0

    u )
    (d
    d ) 상태의 양자
    중첩
  • π
    = ( d

    u
    )

그러나 각각 업/다운 쿼크와 앤티크 총수가 동일하기 때문에 모두 비슷한 질량(c.140MeV/c2)을 가지고 있다.Isospin 모델에서는 서로 다른 하전 상태의 단일 입자로 간주되었습니다.

쿼크 모델이 채택된 후, 물리학자들은 아이소스핀 투영법이 입자의 업 및 다운 쿼크 함량과 관련이 있다는 점에 주목했다.

여기서 n개의 기호는 위아래 쿼크와 반쿼크의 개수입니다.

"아이소스핀 그림"에서 세 개의 파이온과 세 개의 로스는 두 입자의 다른 상태로 생각되었습니다.그러나 쿼크 모델에서 로스는 파이온의 들뜬 상태입니다.Isospin은, 사물의 부정확한 그림을 전달하고 있지만, 여전히 강입자를 분류하는 데 사용되어, 부자연스럽고 종종 혼란스러운 명명법을 초래한다.

중간자가 강입자이기 때문에, 아이소스핀 분류는 그들 모두에 대해서도 사용되며, 양자수는 양으로 대전된 업/다운 쿼크-오퍼-오퍼-쿼크(업/다운 반쿼크), 음으로 대전된 /다운 쿼크-오퍼-쿼크(업/다운 반쿼크)에 대해 I=-1/23 더하여 계산된다3.

플레이버 양자수

이상양자수 S(스핀과 혼동하지 말 것)는 입자 질량과 함께 오르내리는 것을 볼 수 있었다.질량이 클수록 이상도(쿼크 수가 많을수록)가 낮아집니다.입자는 아이소스핀 투영(전하 관련) 및 이상도(질량)로 설명할 수 있습니다(Uds nonet 그림 참조).다른 쿼크가 발견됨에 따라, 새로운 양자수는 udc와 udb nonets에 대한 유사한 설명을 가지고 있었다.u와 d 질량만 비슷하기 때문에 이소스핀과 맛 양자수 측면에서 입자 질량과 전하를 설명하는 것은 하나의 u, 하나의 d 및 하나의 다른 쿼크로 이루어진 음이기에 대해서만 잘 작동하고 다른 음이기에 대해서는 분해됩니다(예: ucb nonet).만약 쿼크가 모두 같은 질량을 가졌다면, 쿼크의 행동은 대칭이라고 불릴 것입니다. 왜냐하면 쿼크는 강한 상호작용에 대해 정확히 같은 방식으로 행동하기 때문입니다.그러나 쿼크가 같은 질량을 가지지 않기 때문에 쿼크는 같은 방식으로 상호작용하지 않으며(정확히 전장에 배치된 전자가 더 가벼운 질량을 가지고 있기 때문에 같은 장에 배치된 양성자보다 더 빨리 가속하는 것처럼), 대칭이 깨진다고 한다.

전하(Q)는 겔만-니시지마 [22]공식에 따라 이소스핀 투영법3(I), 바리온 수(B) 및 풍미 양자 (S, C, B), T)와 관련이 있다는 점에 주목했다.

여기서 S, C, B, T는 각각 이상도, 매력도, 바닥도 및 최상도 맛 양자수를 나타낸다.이들은 관계에 따라 묘한 수, 매력 수, 바닥 수, 그리고 꼭대기 쿼크와 반쿼크의 수와 반쿼크는 다음과 같습니다.

즉, 겔-만-니시지마 공식은 쿼크 함량 측면에서 전하 표현과 동등하다.

분류

중간자는 해당하는 경우 아이소스핀(I), 총각운동량(J), 패리티(P), G-패리티(G) 또는 C-패리티(C) 및 쿼크(q) 함량에 따라 그룹으로 분류된다.분류 규칙은 파티클 데이터 그룹에 의해 정의되며 다소 복잡합니다.[23]규칙은 단순성을 위해 표 형식으로 아래에 제시되어 있습니다.

중간자의 종류

중간자는 스핀 구성에 따라 유형으로 분류됩니다.일부 특정 구성에는 스핀 구성의 수학적 특성에 따라 특별한 이름이 지정됩니다.

중간자의[24] 종류
유형 S L P J JP
가성 중간자 0 0 0 0
의사 벡터 중간자 0, 1 1 + 1 1개+
벡터 중간자 1 0, 2 1 1개
스칼라 중간자 1 1 + 0 0+
텐서 중간자 1 1, 3 + 2 2개+

명명법

무미건조 중간자

무미료 중간자는 같은 맛의 쿼크와 반쿼크 쌍으로 만들어진 중간자이다(모든양자 수는 0이다: S = 0, C = 0, B = 0, T = 0).[i]무향미 중간자의 규칙은 다음과 같습니다.[23]

무미료 중간자 명명법

qq


내용
I JPC [ii]
0−+, 2−+, 4−+, ... 1+−, 3+−, 5+−, ... 1−−, 2−−, 3−−, ... 0++, 1++, 2++, ...

u

d



d

u
1
π+


π0


π
b+.
b0.
b.

ρ+


ρ0


ρ
1개+
1개0
1개
혼재

u

u
,
d

d
,
s

s
0
η


η′
h
할 수 있다

ω


ϕ
f
fp5

c
.

c
0
η
c
hc ψ[iii] χc

b
.

b
0
η
b
hb
ϒ
χb

t
.

t
0
η
t
ht
θ
χt
  1. ^ 명명상 이소스핀 투영 I3 플레이버 양자수가 아닌 것으로 취급한다.즉, 대전된 파이온 상태의 중간자(,, a±, b±, mes± 중간자)가± 무미료 중간자의 규칙을 따른다는 것을 의미합니다.
  2. ^ C 패리티는 중성 중간자에만 관련됩니다.
  3. ^ 특수한 경우PC J=1의−− 경우 θ는 J/colon이라고
    합니다.
게다가.
  • 중간자의 분광 상태를 알면 괄호 안에 추가한다.
  • 분광 상태를 알 수 없는 경우, 질량(MeV/c2 단위)은 괄호 안에 추가된다.
  • 중간자가 그라운드 상태일 때는 괄호 안에 아무것도 추가되지 않습니다.

향미 중간자

향미 중간자는 서로 다른 향미의 쿼크와 반쿼크 쌍으로 만들어진 중간자이다.이 경우 규칙은 다음과 같이 단순합니다.주 기호는 무거운 쿼크에 따라 다르며, 위쪽 첨자는 전하, 아래쪽 첨자(있는 경우)는 밝은 쿼크에 따라 달라집니다.표 형식에서는 다음과 같습니다.[23]

향미 중간자 명명법
쿼크 앤티크
업. 밑. 매력 이상하다 정상 맨 아래
업. [i]
D0

K+
.

T0

B+
.
밑. [i]
D
.

K0
.

T
.

B0
.
매력
D0
.

D+
.

D+
s
.

T0
c

B+
c
.
이상하다
K
.

K0

D
s
.

T
s
.

B0
s
.
정상
T0
.

T+
.

T0
c
.

T+
s
.

T+
b
.
맨 아래
B
.

B0

B
c
.

B0
s

T
b
.
  1. ^ a b 명명상 이소스핀 투영 I3 플레이버 양자수가 아닌 것으로 취급한다.즉, 대전된 파이온 상태의 중간자(,, a±, b±, mes± 중간자)가± 무미료 중간자의 규칙을 따른다는 것을 의미합니다.
게다가.
  • J가 "정규직렬"(P, J+ = 0, 1+, 2, 3, ...)에 있는 경우P, 윗첨자 θ가 추가됩니다.
  • 중간자가 의사값(JP = 0) 또는 벡터(JP = 1)가 아닌 경우 J가 첨자로 추가됩니다.
  • 중간자의 분광 상태를 알면 괄호 안에 추가한다.
  • 분광 상태를 알 수 없는 경우, 질량(MeV/c2 단위)은 괄호 안에 추가된다.
  • 중간자가 그라운드 상태일 때는 괄호 안에 아무것도 추가되지 않습니다.

외래 중간자

강입자(즉, 쿼크로 구성됨)이며 바리온 수가 0인 색중립자인 입자에 대한 실험적인 증거가 있으며, 따라서 일반적인 정의에 따르면 중간자이다.그러나 위에서 설명한 다른 모든 일반적인 중간자가 그러하듯이 이러한 입자는 단일 쿼크/반쿼크 쌍으로 구성되어 있지 않습니다.이 입자들의 잠정적인 범주는 외래 중간자입니다.

두 개 이상의 독립적인 실험에 의해 실험적으로 존재하는 것으로 확인된 최소 5개의 외래 중간자 공명이 있습니다.이들 중 통계적으로 가장 중요한 것은 2007년 실험으로 발견되고 2014년 LHCb에 의해 확인된 Z(4430)이다.그것은 2개의 쿼크와 2개의 [25]반쿼크로 구성된 입자의 테트라쿼크가 될 수 있는 후보입니다.이국적인 중간자가 될 수 있는 다른 입자 공명에 대해서는 위의 주요 기사를 참조하십시오.

목록.

가성 중간자

파티클명 파티클
기호.
반입자
기호.
쿼크
내용
휴지질량(MeV2/c) IG JPC S C B' 평균 수명 일반적으로 ~로 변질된다.
(데크의 5% 이상)
파이온[26]
π+

π

u

d
139.57018±0.00035 1개 0 0 0 0 (2.6033±0.0005)×10−8
μ+
+ µ
μ
파이온[27]
π0
자신 [a] 134.9766±0.0006 1개 0−+ 0 0 0 (8.4±0.6)×10−17
γ
+
γ
중간자[28] 에타
η
자신 [a] 547.853±0.024 0+ 0−+ 0 0 0 (5.0±0.3)×10−19[b] + +
or


+ + + +
or0
0
0

+ + + +
π+
0

에타 프라임 중간자[29] ′((

958
)
자신 [a] 957.66±0.24 0+ 0−+ 0 0 0 (3.2±0.2)×10−21[b] + + + +
or+



(+)
/
(+) + (+) 또는0

+



+ + + +
η0
0

차르드 에타[30] 중간자 §(
1S
c
)
자신
c
.

c
2980.3±1.2 0+ 0−+ 0 0 0 (2.5±0.3)×10−23[b] '붕괴
c
모드' 참조
하부 에타 중간자[31] §(
1S
b
)
자신
b
.

b
9300±40 0+ 0−+ 0 0 0 알 수 없는 '붕괴
b
모드' 참조
카온[32]
K+
.

K
.

u

s
493.677±0.016 1/2 0 1 0 0 (1.2380±0.0021)×10−8
μ+
+ µ
μ
또는

+ +
or+
0

+ + e +
or0
+

e


π+
+
π0

카온[33]
K0
.

K0

d

s
497.614±0.024 1/2 0 1 0 0 [c] [c]
K[34] 쇼트
K0
S
.
자신 [e] 497.614±0.024[d] 1/2 0 (*) 0 0 (8.953±0.005)×10−11 + +
or+



π0
+
π0
K롱[35]
K0
L
.
자신 [e] 497.614±0.024[d] 1/2 0 (*) 0 0 (5.120±0.020)×10−8 + + e +
or±


e

+ + μ

μ
+ μ
또는±

+ + + +
or0
0
0

+ + + +
π+
0

중간자[36]
D+
.

D
.

c
.

d
1869.62±0.20 1/2 0 0 +1 0 (1.040±0.007)×10−12 'D 붕괴 모드' 참조+
중간자[37]
D0
.

D0

c
.

u
1864.84±0.17 1/2 0 0 +1 0 (4.101±0.015)×10−13 'D 붕괴 모드' 참조0
이상한 D 중간자[38]
D+
s
.

D
s
.

c
.

s
1968.49±0.34 0 0 +1 +1 0 (5.00±0.07)×10−13 'D 붕괴 모드' 참조+
s
B[39] 중간자
B+
.

B
.

u

b
5279.15±0.31 1/2 0 0 0 +1 (1.638±0.011)×10−12 'B 붕괴 모드' 참조+
B[40] 중간자
B0
.

B0

d

b
5279.53±33 1/2 0 0 0 +1 (1.530±0.009)×10−12 'B 붕괴 모드' 참조0
이상한 비 중간자[41]
B0
s
.

B0
s

s
.

b
5366.3±0.6 0 0 −1 0 +1 1.140+0.026-0
.027
×10−12
'B 붕괴 모드' 참조0
s
매혹된 비메손[42]
B+
c
.

B
c
.

c
.

b
6276±4 0 0 0 +1 +1 (4.6±0.7)×10−13 'B 붕괴 모드' 참조+
c

[a] ^ 쿼크 질량이 0이 아니므로 화장이 부정확합니다.
^ PDG가 공명폭(Ω)을 보고합니다[b].대신 변환 = γ이 표시됩니다.
^강력한 상태[c].정확한 수명 없음(아래 kaon 노트 참조)
^ K0
L0
S K의 질량은 K0
질량과 같다[d].
그러나0
L
K와 K0
S 질량은 2.2×10−11 MeV/c2 정도로 차이가 있는 것으로 알려져 있다.[35]

^각성 상태[e].메이크업에는 CP 위반 용어가 누락되어 있습니다(아래 중성 kaon에 대한 주석 참조).

벡터 중간자

파티클
이름.
파티클
기호.
반입자
기호.
쿼크
내용
휴지질량(MeV2/c) IG JPC S C B' 평균 수명 일반적으로 ~로 변질된다.
(데크의 5% 이상)
하전 로 중간자[43] § (
770+
)
§ (
770
)

u

d
775.4±0.4 1개+ 1개 0 0 0 최대 4.10−24[f][g]
π±
+
π0
중성 로 중간자[43] § (
7700
)
자신 775.49±0.34 1개+ 1개−− 0 0 0 최대 4.10−24[f][g]
π+
+
π
오메가 중간자[44] § (
782
)
자신 782.65±0.12 0 1개−− 0 0 0 (7.75±0.07)×10−23[f] + + + +
or+
0


γ +
γ0

파이 중간자[45] § (
1020
)
자신
s
.

s
1019.445±0.020 0 1개−− 0 0 0 (1.55±0.01)×10−22[f]
K+
+ K
또는


K0
S
+ K0
L
또는

(+)

/
+
(+)
+ (+)0

J/PSI[46]
J/module
(J/module)
자신
c
.

c
3096.916±0.011 0 1개−− 0 0 0 (7.1±0.2)×10−21[f] 'J/Decovery
(1S)' 붕괴 모드 참조
웁실론 중간자[47]
δ
(1S)
자신
b
.

b
9460.30±0.26 0 1개−− 0 0 0 (1.22±0.03)×10−20[f] 'Ω
(1S)' 붕괴 모드 참조
카온[48]
K∗+
.

K∗−
.

u

s
891.66±0.026 1/2 1개 1 0 0 최대 7.35×10−20[f][g] 'K(892) 붕괴 모드' 참조
카온[48]
K∗0
.

K∗0

d

s
896.00±0.025 1/2 1개 1 0 0 (7.346±0.002)×10−20[f] 'K(892) 붕괴 모드' 참조
중간자[49]
D∗+
(2010년)

D∗−
(2010년)

c
.

d
2010.27±0.17 1/2 1 0 +1 0 (6.9±1.9)×10−21[f]
D0
+ or+
또는


D+
+
π0
중간자[50]
D∗0
(2007)

D∗0
(2007)

c
.

u
2006.97±0.19 1/2 1 0 +1 0 3.1×10−22[f] 넘다
D0
+ or0
또는


D0
+
γ
이상한 D 중간자[51]
D∗+
s
.

D∗−
s
.

c
.

s
2112.3±0.5 0 1 +1 +1 0 3.4×10−22[f] 이상
D∗+
+ or
또는


D∗+
+
π0
B[52] 중간자
B∗+
.

B∗−
.

u

b
5325.1±0.5 1/2 1 0 0 +1 알 수 없는
B+
+
γ
B[52] 중간자
B∗0
.

B∗0

d

b
5325.1±0.5 1/2 1 0 0 +1 알 수 없는
B0
+
γ
이상한 비 중간자[53]
B∗0
s
.

B∗0
s

s
.

b
5412.8±1.3 0 1 −1 0 +1 알 수 없는
B0
s
+★
매혹된 비메손
B∗+
c
.

B∗−
c
.

c
.

b
알 수 없는 0 1 0 +1 +1 알 수 없는 알 수 없는

^ PDG가 공명폭(Ω)을 보고합니다[f].대신 변환 = γ이 표시됩니다.
^정확한 값은 사용하는 방법에 따라 달라집니다[g].상세한 것에 대하여는, 소정의 레퍼런스를 참조해 주세요.

뉴트럴 카온에 관한 주의사항

중성 kaon에는 [54]두 가지 문제가 있습니다.

  • 중성 kaon 혼합으로 인해 K0
    S0
    L K는 특이도고유 상태가 아닙니다.
    하지만, 그것들어떻게 부패하는지를 결정하는 약한 힘의 고유 상태이기 때문에, 이것들은 확실한 수명을 가진 입자들이다.
  • CP 위반으로 인해 약간의 보정이 있기 때문에 K0
    S0
    L K에 대한 표에 제시된 선형 조합은 정확하지 않습니다.
    CP 위반(kaon)을 참조하십시오.

이러한 문제는 다른 중성 향미 중간자에 대해서도 원칙적으로 존재하지만,[54] 약한 고유 상태는 수명이 극적으로 다르기 때문에 kaon에 대해서만 별도의 입자로 간주된다.

「 」를 참조해 주세요.

각주

  1. ^ θ는 스핀의 "기본" 단위이기 때문에 종종 떨어지며, 이는 "spin 1"이 "spin 1 µ"을 의미한다는 것을 암시한다.자연 단위의 일부 시스템에서는 θ가 1로 선택되므로 방정식에서 제외됩니다.이 문서의 나머지 부분에서는 모든 유형의 스핀에 대해 "가정 " 단위" 규칙을 사용합니다.

레퍼런스

  1. ^ Griffiths, D. (2008). Introduction to Elementary Particles (2nd ed.). Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-40601-2.
  2. ^ Aubert, J.J.; Becker, U.; Biggs, P.; Burger, J.; Chen, M.; Everhart, G.; et al. (1974). "Experimental observation of a Heavy Particle J". Physical Review Letters. 33 (23): 1404–1406. Bibcode:1974PhRvL..33.1404A. doi:10.1103/PhysRevLett.33.1404.
  3. ^ Augustin, J.E.; Boyarski, A.; Breidenbach, M.; Bulos, F.; Dakin, J.; Feldman, G.; et al. (1974). "Discovery of a narrow resonance in e+e annihilation". Physical Review Letters. 33 (23): 1406–1408. Bibcode:1974PhRvL..33.1406A. doi:10.1103/PhysRevLett.33.1406.
  4. ^ Herb, S. W.; Hom, D.; Lederman, L.; Sens, J.; Snyder, H.; Yoh, J.; et al. (1977). "Observation of a di-muon resonance at 9.5 GeV in 400 GeV proton-nucleus collisions". Physical Review Letters. 39 (5): 252–255. Bibcode:1977PhRvL..39..252H. doi:10.1103/PhysRevLett.39.252. OSTI 1155396.
  5. ^ "Nobel Prize in Physics 1949". Presentation Speech. The Noble Foundation. 1949.
  6. ^ Yukawa, H. (1935). "On the Interaction of Elementary Particles" (PDF). Proc. Phys.-Math. Soc. Jpn. 17 (48).
  7. ^ Yukawa, Hideki (1935). "On the Interaction of Elementary Particles. I". Nippon Sugaku-Buturigakkwai Kizi Dai 3 Ki. 日本物理学会、日本数学会. 17: 48–57. doi:10.11429/ppmsj1919.17.0_48.
  8. ^ Gamow, G. (1988) [1961]. The Great Physicists from Galileo to Einstein (Reprint ed.). Dover Publications. p. 315. ISBN 978-0-486-25767-9.
  9. ^ Lattes, C.; Occhialini, G.; Muirhead, H.; Powell, C. (1947). "Processes involving charged mesons". Nature. 159: 694–698. doi:10.1007/s00016-014-0128-6. S2CID 122718292.
  10. ^ Steinberger, J. (1989). "Experiments with high-energy neutrino beams". Reviews of Modern Physics. 61 (3): 533–545. Bibcode:1989RvMP...61..533S. doi:10.1103/RevModPhys.61.533. PMID 17747881.
  11. ^ "Particles of the Standard Model". pdfslide.net. Retrieved 24 May 2020.
  12. ^ Amsler, C.; et al. (Particle Data Group) (2008). "Quark Model" (PDF). Reviews. Lawrence Berkeley Laboratory.
  13. ^ Amsler, C.; et al. (Particle Data Group) (2008). "Review of Particle Physics" (PDF). Physics Letters B. 667 (1): 1–1340. Bibcode:2008PhLB..667....1A. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. hdl:1854/LU-685594. PMID 10020536.
  14. ^ Sozzi, M. S. (2008b). "Charge Conjugation". Discrete Symmetries and CP Violation: From Experiment to Theory. Oxford University Press. pp. 88–120. ISBN 978-0-19-929666-8.
  15. ^ Cronin, J.W. (1980). "CP Symmetry Violation—The Search for its origin" (PDF). The Nobel Foundation.
  16. ^ Fitch, V.L. (1980). "The Discovery of Charge—Conjugation Parity Asymmetry" (PDF). The Nobel Foundation.
  17. ^ Sozzi, M. S. (2008c). "CP-Symmetry". Discrete Symmetries and CP Violation: From Experiment to Theory. Oxford University Press. pp. 231–275. ISBN 978-0-19-929666-8.
  18. ^ Gottfried, K.; Weisskopf, V.F. (1986). "Hadronic spectroscopy: G-parity". Concepts of Particle Physics. Vol. 2. Oxford University Press. pp. 303–311. ISBN 0-19-503393-0.
  19. ^ Heisenberg, W. (1932). "Über den Bau der Atomkerne". Zeitschrift für Physik (in German). 77 (1–2): 1–11. Bibcode:1932ZPhy...77....1H. doi:10.1007/BF01342433. S2CID 186218053.
  20. ^ Wigner, E. (1937). "On the Consequences of the Symmetry of the Nuclear Hamiltonian on the Spectroscopy of Nuclei". Physical Review. 51 (2): 106–119. Bibcode:1937PhRv...51..106W. doi:10.1103/PhysRev.51.106.
  21. ^ Gell-Mann, M. (1964). "A Schematic of Baryons and Mesons". Physics Letters. 8 (3): 214–215. Bibcode:1964PhL.....8..214G. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3.
  22. ^ Wong, S.S.M. (1998). "Nucleon Structure". Introductory Nuclear Physics (2nd ed.). New York: John Wiley & Sons. pp. 21–56. ISBN 0-471-23973-9.
  23. ^ a b c Amsler, C.; et al. (Particle Data Group) (2008). "Naming scheme for hadrons" (PDF). Reviews. Lawrence Berkeley Laboratory.
  24. ^ Burcham, W. E.; Jobes, M. (1995). Nuclear and Particle Physics (2nd ed.). Longman Publishing. ISBN 0-582-45088-8.
  25. ^ LHCb 공동작업자(2014):Z(4430)- 상태의 공진 특성 관찰
  26. ^ C. 암슬러(2008):파티클±
    리스트– »
  27. ^ C. 암슬러(2008):파티클0
    리스트– »
  28. ^ C. 암슬러(2008):파티클
    리스트– »
  29. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– ★★
  30. ^ C. 암슬러(2008):파티클
    c
    리스트– »
  31. ^ C. 암슬러(2008):파티클
    b
    리스트– »
  32. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– K±
  33. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– K0
  34. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– K0
    S
  35. ^ a b C. 암슬러(2008):파티클 리스트– K0
    L
  36. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– D±
  37. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– D0
  38. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– D±
    s
  39. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– B±
  40. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– B0
  41. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– B0
    s
  42. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– B±
    c
  43. ^ a b C. 암슬러(2008):파티클
    리스트– »
  44. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– ( ( 782
    )
  45. ^ C. 암슬러(2008):파티클
    리스트– »
  46. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– J/Ω
  47. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– δ
    (1S)
  48. ^ a b C. 암슬러(2008):파티클 리스트– K
    (892)
  49. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– D∗±
    ( 2010 )
  50. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– D∗0
    ( 2007 )
  51. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– D∗±
    s
  52. ^ a b C. 암슬러(2008):파티클 리스트– B
  53. ^ C. 암슬러(2008):파티클 리스트– B
    s
  54. ^ a b J.W. 크로닌(1980)


외부 링크