打开主菜单

介子自旋为整数、重子数为零的强子,参与强相互作用。介子属于强子类。它是比电子重的带电或不带电的粒子

介子
Noneto mesônico de spin 0.png
自旋为0的介子形成了一个九重态
组成 复合粒子 - 夸克反夸克
強子
基本相互作用 強核力弱核力電磁力引力
理论 湯川秀樹(1935年)
发现 1947年
类型 ~140(介子列表
自旋 整數

根据夸克模型,介子是由一个夸克和一个反夸克组成的束缚态,这一对夸克和反夸克可以是不同味的,例如π+=(ud¯),π-=(ūd),J/ψ=(cc),F=(cs)等。

自旋为0的介子,在量子场论中是用标量波函数描述,根据其宇称为-1或+1分别称为赝标介子和标量介子。自旋为1的介子,在量子场论中是用矢量波函数描述,根据其宇称为-1或+1分别称为矢量介子或轴矢介子。根据其内部量子数,已发现的介子可分为非奇异介子(π、ρ、J/ψ等)、奇异介子(K、Q、K*等)、粲-非奇异介子(D)、粲-奇异介子(F)、底-非奇异介子(B)等。

歷史编辑

1934年,湯川秀樹預測了介子的存在與其近似的質量,介子用來作為核力的載體,核力用來維持住原子核,若沒有核力,所有含兩個以上質子的原子核其質子將會因為電磁斥力的關係而分離。湯川稱這個載體粒子為meson,名稱來自希臘字mesos,意義是中間,會這麼稱呼是因為他預期其質量在電子與質子之間(应该为电子的200倍),質子的質量約是電子的1836倍,湯川最初稱它為「mesotron」,不過後來被海森堡糾正。海森堡指出希臘字的「mesos」裡面沒有「tr」。

1936年,美国物理学家安德森宇宙射线中发现了一种带单位正电荷或负电荷的粒子,质量为电子的206.77倍,人们以为它就是汤川秀树预言的介子,把它叫做μ介子,后来发现这种粒子其实并不参与强相互作用,是一种轻子,所以改名μ子

1947年英国物理学家鲍威尔在宇宙射线中又发现了一种粒子,带单位正电荷或负电荷,质量为电子的273倍,与核子有很强的相互作用,平均寿命2.60310×10-8秒,这才是汤川秀树预言的介子,叫做π介子。π+介子和π-介子互为反粒子。1950年又发现了π0介子。

命名编辑

介子的角动量量子数 与 L = 0, 1, 2, 3
自旋S 角動量算符L 總角動量量子數J
 
宇稱P
P=(−1)L+1
C-宇称C
C=(−1)L+S
JPC
0 0 0 + 0−+
1 1 + 1+−
2 2 + 2−+
3 3 + 3+−
1 0 1 1−−
1 2, 1, 0 + + 2++, 1++, 0++
2 3, 2, 1 3−−, 2−−, 1−−
3 4, 3, 2 + + 4++, 3++, 2++
介子的类型
类型 自旋S 角動量算符L 總角動量量子數J 宇稱P C-宇称C JPC
赝标量介子(Pseudoscalar meson) 0 0 0 + 0−+
轴矢量介子(Axial-vector meson) 0 1 1 + 1+−
矢量介子(Vector meson) 1 0, 2 1 1−−
赝张量介子(Pseudotensor meson) 1 1 2 2−−
标量介子(Scalar meson) 1 1 0 + + 0++
赝矢量介子(Pseudovector meson) 1 1 1 + + 1++
张量介子(Tensor meson) 1 1, 3 2 + + 2++
更多

介子的分类与命名

无味介子的命名(味量子数等于0)
   JPC 0−+, 2−+, 4−+, ... 1+−, 3+−, 5+−, ... 1−−, 2−−, 3−−, ... 0++, 1++, 2++, ...
2S+1LJ I 1(S, D, …)J 1(P, F, …)J 3(S, D, …)J 3(P, F, …)J
  
 
  
1 π+
π0
π-
b+
b0
b-
ρ+
ρ0
ρ-
a+
a0
a-
     
  
0 η
η′
h
h′
ω
ϕ′
f
f′
   0 ηc hc ψ†† χc
   0 ηb hb ϒ χb
   0 ηt ht θ χt
   1 Πc Zc Rc Wc
   1 Πb Zb Rb Wb
   1 Πt Zt Rt Wt

C-宇称只与中性介子有关。

††JPC=1−−,1³S1时ψ介子被称为J/ψ 介子

由于一些符号可能指向一个以上的粒子,因此有一些额外的规则:

  • JPC=0的是标量介子,JPC=1是矢量介子,对于其余的介子,J数被添加到下标:a0a1χc1等。
  • 对于大多数ψϒχ的状态,通常会增加能级信息的表示:ϒ(1S)ϒ(2S)。第一个数字是主量子数,字母是能级符号L,省略了多重性,因为它隐含在符号中,J在需要时标识:χb1(1P),如果没有获得光谱信息,则在括号中添加质量(单位:MeV/c2):ϒ(9460)
  • 符号不能区分干净夸克态和胶球态,因此胶球使用同样的标记方案。对于具有JPC奇特量子数 (JPC = 0−−,0+−、2+−、4+− …、1−+、3−+、5−+ …)的介子,使用与JP相同介子的相同符号,将J标识出,同位旋(I=0)的JPC = 1−+标记为ω1。当粒子的量子数未知时被称为X,Y,Z,在括号中用质量表示。
味介子的命名
 
 
           
         
         
           
           
           
           
  •    混合产生,短寿命的 PC = +1),长寿命的 PC = -1)。
  • 如果JPC是正规级数,包括正宇称 (JP = 0+, 2+, …)和负宇称 (JP = 1, 3, …)在符号上添加上标()。
  • 如果不是赝标量介子(JP = 0)或矢量介子(JP = 1)将(JPC)添加为符号下标。
  • 当介子的共振态已知时,在括号中加上。当共振状态未知时,在括号中添加质量(单位:MeV/c2)。介子处于基态时,括号中不加任何东西。

參見编辑

外部連結编辑