**Мезон** (ад стар.-грэч.: μέσος — сярэдні) — базон моцнага ўзаемадзеяння. У стандартнай мадэлі мезоны — састаўныя (не-элементарныя) часціцы, якія складаюцца з цотнай колькасці кваркаў і антыкваркаў. Да мезонаў адносяць піоны (π-мезоны), каоны (K-мезоны) і многія іншыя больш цяжкія мезоны. Спачатку мезоны былі прадказаны як часціцы, якія пераносяць сілы, якія звязваюць пратоны і нейтроны.

Большая частка масы мезона паходзіць з энергіі сувязі, а не з сумы мас часціц, з якіх ён складаецца.

Усе мезоны нестабільныя.

Кароткі агляд розных сямействаў элементарных і састаўных часціц, і тэорыі, якія апісваюць іх узаемадзеянні. Ферміёны злева, базоны справа. (*на пункты на карцінцы можна націскаць*)

Прадказанне і выяўленне
-----------------------

У 1935 годзе японскі фізік Х. Юкава стварыў першую колькасную тэорыю ўзаемадзеяння нуклонаў, якое адбываецца праз абмен новымі часціцамі, якія цяпер вядомыя як пі-мезоны (або піоны). Пасля за гэтую працу Х. Юкава быў узнагароджаны Нобелеўскай прэміяй па фізіцы.

Першапачаткова тэрмін «мезон» меў сэнс «сярэдні па масе», таму першым у разрад мезонаў трапіў (з-за яго прыдатнай масы) выяўлены ў канцы 1930-х гадоў мюон, які назвалі μ-мезонам. Аднак у канцы 1940-х было ўстаноўлена, што мюон не схільны да моцнага ўзаемадзеяння і адносіцца, як і электрон, да класа лептонаў (таму і назва μ-мезон з'яўляецца няправільнай).

Піон быў ​​першым эксперыментальна адкрытым (1947) сапраўдным мезонам.

Да адкрыцця тэтракваркаў лічылася, што ўсе вядомыя мезоны складаюцца з пары кварк-антыкварк (г. зв. валентных кваркаў) і з «мора» віртуальных кварк-антыкваркавых пар і віртуальных глюонаў. Валентныя кваркі могуць існаваць у выглядзе суперпазіцыі станаў з розным водарам; напрыклад нейтральны піон не з'яўляецца ні парай {\displaystyle u{\bar {u}}}, ні парай {\displaystyle d{\bar {d}}} кваркаў, а ўяўляе сабой суперпазіцыю абодвух.

Псеўдаскалярныя мезоны (спін = 0) маюць мінімальную энергію спакою, бо ў іх кварк і антыкварк маюць антыпаралельныя спіны, пасля іх ідуць вектарныя мезоны (спін = 1), у якіх спіны кваркаў паралельныя (накіраваны аднолькава). Абодва тыпы сустракаюцца ў больш высокіх энергетычных станах, у якіх спін складваецца з арбітальным (вуглавым) момантам (сённяшняя карціна ўнутрыядзерных сіл даволі складаная, для дэтальнага азнаямлення з роляй мезонаў гл. Сучасны стан тэорыі моцных узаемадзеянняў).

Наменклатура мезонаў
--------------------

Імя мезону даюць так, каб яно вызначала яго асноўныя ўласцівасці. Адпаведна, па зададзеных уласцівасцях мезона можна адназначна вызначыць яго назву. Спосабы наймення падзяляюцца на дзве катэгорыі, у залежнасці ад таго, ці мае Мезон «водар».

### Мезоны без водару

Мезоны без водару — мезоны, усе квантавыя лікі водараў якіх роўныя нулю. Гэта азначае, што гэтыя мезоны з'яўляюцца станамі кварконія (пар кварк-антыкварк аднолькавага водару) або лінейнымі камбінацыямі такіх станаў.

Імя мезона вызначаецца яго сумарным спінам *S* і сумарным арбітальным вуглавым момантам *L*. Мезон складзены з двух кваркаў з *s* = 1/2, таму сумарны спін можа быць толькі  *S* = 1 (паралельныя спіны) або *S* = 0 (антыпаралельныя спіны). Арбітальнае квантавы лік   *L*  зʼяўляецца за кошт кручэння аднаго кварка вакол іншага. Звычайна большы арбітальны момант выяўляецца ў выглядзе большай масы мезона. Гэтыя дзве квантавыя лікі вызначаюць цотнасць *P* і (для нейтральных мезонаў) зарадава-спалучаную цотнасць *C* мезоны:

*P* = (−1)*L*+1
*C* = (−1)*L*+*S*
Таксама   *L*  і   *S*  складаюцца ў поўны вуглавы момант   *J* , які можа прымаць значэнні ад |   *L*  –  *S*  | да   *L*  +  *S*  з крокам адзінка. Магчымыя камбінацыі апісваюць знакам (тэрмам)  2   *S*  + 1    *L*   *J*  (замест лічбавага значэння   *L*  ужываюць літарны код, гл. спектраскапічныя сімвалы) і сімвалам   *J*   *PC*  (для абазначэння ўжываюць толькі знак   *P*  і   *C* ).

Магчымыя камбінацыі і адпаведныя абазначэння мезонаў пададзены ў табліцы:

|  | *JPC* = | (0, 2…)− + | (1, 3…)+ − | (1,2…)− − | (0, 1…)+ + |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Кваркавы склад | 2*S*+1*L**J* = \* | 1(*S*, *D*, …)*J* | 1(*P*, *F*, …)*J* | ³(*S*, *D*, …)*J* | ³(*P*, *F*, …)*J* |
| {\displaystyle u{\bar {d}}{\mbox{, }}u{\bar {u}}-d{\bar {d}}{\mbox{, }}d{\bar {u}}} † | *I* = 1 | π | *b* | ρ | *a* |
| {\displaystyle u{\bar {u}}+d{\bar {d}}{\mbox{, }}s{\bar {s}}} † | *I* = 0 | η, η’ | *h*, *h’* | φ, ω | *f*, *f’* |
| {\displaystyle c{\bar {c}}} | *I* = 0 | η*c* | *hc* | ψ • | χ*c* |
| {\displaystyle b{\bar {b}}} | *I* = 0 | η*b* | *hb* | Υ \*\* | χ*b* |

 Заўвагі: 

  \*Некаторыя камбінацыі забароненыя: 0 — — , 0  + — , 1 — + , 2  + — , 3 — + … 
  †Першы шэраг утворыць ізаспінавы трыплет:  π  – ,  π  0 ;,  π  +   і г. д. 
  †Другі шэраг змяшчае пары часціц:  φ мяркуецца станам {\displaystyle s{\bar {s}}}, а  ω — станам {\displaystyle u{\bar {u}}+d{\bar {d}}.}. У іншых выпадках дакладны склад невядомы, так што выкарыстоўваецца штрых для адрознення двух формаў. 
  •З гістарычных прычын, 1³ *S*1 форма ψ называецца *J* / ψ.
  \*\*Сімвалам стану ботаніўм зʼяўляецца загалоўны іпсілон Υ (у залежнасці ад браўзера можа адлюстроўвацца як загалоўная Y). 
**Нармальныя спін-цотныя паслядоўнасці** фарміруюцца мезонамі, у якіх    *P*  = (-1)  *J* . У нармальнай паслядоўнасці    *S*  = 1, так што    *PC*  = + 1 (гэта значыць    *P*  =  *C* ). Гэта адпавядае некаторым трыплетным станам (паказаны ў двух апошніх слупках).

Паколькі некаторыя з сімвалаў могуць паказваць на больш чым адну часцінку, ёсць дадатковыя правілы:

* У гэтай схеме часціцы з   *J*   *P*  = 0 —  вядомыя як  *псеўдаскаляры* , а мезоны з    *J*   *P*  = 1 —  называюцца  *вектарамі*. Для астатніх часціц лік   *J*  дадаецца ў выглядзе ніжняга індэксу:   *a*   0 ,   *a*   1 ,  χ  *c*1   і т. д.
* Для большасці  ψ,  Υ і  χ станаў звычайна дадаюць да пазначэння спектраскапічную інфармацыю: Υ (1 *S*),  Υ (2 *S*). Першая лічба — гэта галоўны квантавы лік, а літара з'яўляецца спектраскапічным пазначэннем   *L*. Мультыплетнасть апускаецца, бо яна вынікае з літары, да таго ж   *J*  пры неабходнасці пішуць у выглядзе ніжняга індэксу:  χ  *b*2  (1*P* ). Калі спектраскапічная інфармацыя недаступная, замест яе ўжываецца маса:  Υ (9460)
* Схема пазначэнняў не адрознівае «чыстыя» кваркавыя станы і станы глюонія. Таму глюоніевыя станы ужываюць такую ​​самую схему наймення.
* Для экзатычных мезонаў з «забароненым» наборам квантавых лікаў    *J*   *PC*  = 0 — - ,  0  + — ,  1 — + ,  2  + — ,  3 — + ,… ужываюць тыя самыя абазначэнні, што і для мезонаў з ідэнтычнымі лікамі   *J*   *P*, за выключэннем дабаўкі ніжняга індэксу *J*. Мезоны з ізаспінам 0 і    *J*   *PC*  = 1 — +  абазначаюць як  ω  1. Калі квантавыя лікі часціцы невядомыя, яе абазначаюць як   *X*  з указаннем масы ў дужках.

### Мезоны з водарам

Для мезонаў з водарам схема назваў трохі прасцей.

1. Імя дае мезону найцяжэйшы з двух кваркаў. Парадак ад цяжкага да лёгкага наступны:    *t* >  *b* >  *c* >  *s* >  *d* >  *u* . Аднак у  *u*- і  *d*-кваркаў водару няма, таму яны не ўплываюць на назву. Кварк   *t*  ніколі не сустракаецца ў адронах, але сімвал для мезонаў, якія змяшчаюць   *t* , зарэзерваваны.

| кварк | сімвал | кварк | сімвал |
| --- | --- | --- | --- |
| *c* | *D* | *t* | *T* |
| *s* | {\displaystyle {\bar {K}}} | *b* | {\displaystyle {\bar {B}}} |

Трэба адзначыць, што з  *s*- і  *b*-кваркамі ўжываецца сімвал антычасціцы. Гэта адбываецца з-за прынятага пагаднення пра тое, што зарад водару і электрычны зарад павінны мець аднолькавы знак. Гэта ж слушна і для трэцяй кампаненты ізаспіна: кварк   *u*  мае дадатную праекцыю ізаспіна   *I* 3 і зарад, а кварк   *d*  мае адмоўныя  *I* 3 і зарад. У выніку кожны водар зараджанага мезона мае той жа знак, што і яго электрычны зарад.
2. Калі другі кварк таксама мае водар (любы, апроч *u* і *d*), то яго наяўнасць пазначаюць у выглядзе ніжняга індэкса (*s*, *c* або *b* і, тэарэтычна, *t*).

3. Калі мезон належыць нармальнай спін-цотнай паслядоўнасці, то-бок *J**P* = 0 + , 1 - , 2 + ,…, то дадаецца верхні індэкс «\*».

4. Для мезонаў, за выключэннем *псеўдаскаляраў* (0 - ) і *вектараў* (1 - ), дадаецца ў выглядзе ніжняга індэкса квантавы лік поўнага вуглавога моманту *J*.

У выніку атрымаем:

| Кваркавы склад | ізаспін | *JP* = 0−, 1+, 2−… | *JP* = 0+, 1−, 2+… |
| --- | --- | --- | --- |
| {\displaystyle {\bar {s}}u,\ {\bar {s}}d} | 1/2 | {\displaystyle K\_{J}} † | {\displaystyle K\_{J}^{\*}} |
| {\displaystyle c{\bar {u}},\ c{\bar {d}}} | 1/2 | {\displaystyle D\_{J}} | {\displaystyle D\_{J}^{\*}} |
| {\displaystyle c{\bar {s}}} | 0 | {\displaystyle D\_{sJ}} | {\displaystyle D\_{sJ}^{\*}} |
| {\displaystyle {\bar {b}}u,\ {\bar {b}}d} | 1/2 | {\displaystyle B\_{J}} | {\displaystyle B\_{J}^{\*}} |
| {\displaystyle {\bar {b}}s} | 0 | {\displaystyle B\_{sJ}} | {\displaystyle B\_{sJ}^{\*}} |
| {\displaystyle {\bar {b}}c} | 0 | {\displaystyle B\_{cJ}} | {\displaystyle B\_{cJ}^{\*}} |

† *J* апушчаны для 0− and 1−.
Часам часціцы могуць змешвацца. Напрыклад, нейтральны каон {\displaystyle K^{0}\,({\bar {s}}d)} і яго антычасціца {\displaystyle {\bar {K}}^{0}\,(s{\bar {d}})} у слабых узаемадзеяннях, як паказалі ў 1955 годзе М. Гел-Ман і А. Пайс, вядуць сябе як сіметрычная або антысіметрычная камбінацыі, кожнай з якіх адпавядае свая часціца: кароткажывучы нейтральны каон {\displaystyle K\_{S}^{0}={\begin{matrix}{{\sqrt {2}} \over 2}\end{matrix}}(K^{0}-{\bar {K}}^{0})} з *PC* = +1, які звычайна распадаецца на два піоны (π0π0 або π+π−), і доўгажывучы нейтральны каон {\displaystyle K\_{L}^{0}={\begin{matrix}{{\sqrt {2}} \over 2}\end{matrix}}(K^{0}+{\bar {K}}^{0})} з *PC* = −1, які звычайна распадаецца або на тры піоны, або на піон, электрон (або мюон) і нейтрына

Табліца некаторых мезонаў
-------------------------

Розныя тыпы мезонаў (не ўсе)| Часціца | Абазначэнне | Анты-часціца | Склад | МасаМэВ/*c*² | *S* | *C* | *B* | час жыццяс |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Піон | π+ | π− | {\displaystyle \mathrm {u{\bar {d}}} } | 139,6 | 0 | 0 | 0 | 2,60×10−8 |
| π0 | ← | {\displaystyle \mathrm {\frac {u{\bar {u}}-d{\bar {d}}}{\sqrt {2}}} } | 135,0 | 0 | 0 | 0 | 0,84×10−16 |
| Каон | *K*+ | *K*− | {\displaystyle \mathrm {u{\bar {s}}} } | 493,7 | +1 | 0 | 0 | 1,24×10−8 |
| {\displaystyle \mathrm {K\_{S}^{0}} } | {\displaystyle \mathrm {K\_{S}^{0}} } | {\displaystyle \mathrm {\frac {d{\bar {s}}-s{\bar {d}}}{\sqrt {2}}} } | 497,7 | +1 | 0 | 0 | 0,89×10−10 |
| {\displaystyle \mathrm {K\_{L}^{0}} } | {\displaystyle \mathrm {K\_{L}^{0}} } | {\displaystyle \mathrm {\frac {d{\bar {s}}+s{\bar {d}}}{\sqrt {2}}} } | 497,7 | +1 | 0 | 0 | 5,2×10−8 |
| Эта | η0 | ← | {\displaystyle \mathrm {\frac {u{\bar {u}}+d{\bar {d}}-2s{\bar {s}}}{\sqrt {6}}} } | 547,8 | 0 | 0 | 0 | 0,5×10−18 |
| Ро | ρ+ | ρ− | {\displaystyle \mathrm {u{\bar {d}}} } | 776 | 0 | 0 | 0 | 0,4×10−23 |
| Фі | φ | ← | {\displaystyle \mathrm {s{\bar {s}}} } | 1019 | 0 | 0 | 0 | 16×10−23 |
| D | *D*+ | *D*− | {\displaystyle \mathrm {c{\bar {d}}} } | 1869 | 0 | +1 | 0 | 10,6×10−13 |
| D0 | {\displaystyle \mathrm {\bar {D^{0}}} } | {\displaystyle \mathrm {c{\bar {u}}} } | 1865 | 0 | +1 | 0 | 4,1×10−13 |
| {\displaystyle \mathrm {D\_{S}^{+}} } | {\displaystyle \mathrm {D\_{S}^{-}} } | {\displaystyle \mathrm {c{\bar {s}}} } | 1968 | +1 | +1 | 0 | 4,9×10−13 |
| *J*/ψ | *J*/ψ | ← | {\displaystyle \mathrm {c{\bar {c}}} } | 3096,9 | 0 | 0 | 0 | 7,2×10−21 |
| B | *B*− | *B*+ | {\displaystyle \mathrm {b{\bar {u}}} } | 5279 | 0 | 0 | −1 | 1,7×10−12 |
| *B*0 | {\displaystyle \mathrm {\bar {B^{0}}} } | {\displaystyle \mathrm {d{\bar {b}}} } | 5279 | 0 | 0 | −1 | 1,5×10−12 |
| Іпсілон | Υ | ← | {\displaystyle \mathrm {b{\bar {b}}} } | 9460 | 0 | 0 | 0 | 1,3×10−20 |

Зноскі
------

1. ↑  Kaon Physics / Ed. by J. L. Rosner and B. D. Winstein. — University of Chicago Press, 2001. — С. 3-4,15. — 624 с. — ISBN 0-226-90228-5.

Спасылкі
--------

Лагатып ВікіслоўнікіЛагатып Вікіслоўнікі У Вікіслоўніку ёсць артыкул **«мезон»**
* Табліца мезонаў і іх уласцівасцяў
* інфармацыя пра часціцы ад *Групы па ўласцівасцях часціц*
* hep-ph/0211411: Лёгкія скалярныя мезоны паводле кваркавай мадэлі.
* Наменклатура адронаў.

| ⛭Часціцы ў фізіцы |
| --- |
| Элементарныячасціцы | 

|  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Ферміёны | 

|  |  |
| --- | --- |
| Кваркі | 
* u
* d
* c
* s
* t
* b

 |
| Лептоны | 
* e−
* e+
* μ−
\* μ+
* τ−
\* τ+
* νe
\* νe
* νμ
\* νμ
* ντ
\* ντ

 |

 |
| Базоны | 

|  |  |
| --- | --- |
| Калібровачныя базоны | 
* γ
* g
* W-базон
* Z-базон

 |
| Базоны Хігса | H0 |

 |
| Іншыя | Ду́хі |
| Гіпатэтычныя | 

|  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Суперпартнёры | 

|  |  |
| --- | --- |
| Гейджына | 
* Чарджына
* Глюіна
* Гравіціна
* Нейтраліна

 |
| Іншыя | 
* Аксіна
* Хігсіна
* Сферміён

 |

 |
| Іншыя | 
* A0
* Дылатон
* G
* J
* Тахіён
* X
* Y
* W’
* Z’
* Стэрыльнае нейтрына

 |

 |

 |
| Састаўныячасціцы | 

|  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Адроны | 

|  |  |
| --- | --- |
| Барыёны / Гіпероны | 
* Нуклоны (p+
* p
* n0
* n)
* Δ
* Λ
* Σ
* Ξ
* Ω

 |
| Мезоны / Кварконіі | 
* π
* ρ
* η
* η′
* φ
* ω
* J/ψ
* ϒ
* θ
* K
* B
* D
* T

 |

 |
| Іншыя | 
* Атамныя ядры (α)
* Атамы
* Экзатычныя атамы (Пазітроній
* Мюоній
* Кварконій)
* Малекулы

 |
| Гіпатэтычныя | 

|  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Экзатычныя адроны | 

|  |  |
| --- | --- |
| Экзатычныя барыёны | 
* Дыбарыён
* Пентакварк

 |
| Экзатычныя мезоны | 
* Глюбол
* Тэтракварк

 |

 |
| Іншыя | 
* Мезонная малекула
* Памерон

 |

 |

 |
| Квазічасціцы | 
* Салітон Давыдава
* Эксітон
* Біэксітон
* Магнон
* Фанон
* Плазмон
* Палярытон
* Палярон
* Прымесон
* Ратон
* Біратон
* Дзірка
* Электрон
* Купераўская пара
* Арбітон
* Фазон
* Флуктуон
* Эніён

 |
| Спісы | 
* спіс часціц
* спіс квазічасціц
* спіс барыёнаў
* спіс мезонаў
* Гісторыя адкрыцця часціц

 |

|  |  |
| --- | --- |
| ⚙️   Слоўнікі і энцыклапедыі | Вялікая нарвежская · Вялікая расійская (старая версія) · Britannica (онлайн) |
| 

| Нарматыўны кантроль |
| --- |
| BNF: 11980368z · GND: 4169475-2 · LCCN: sh85083949 · Microsoft: 200006409 · NDL: 00573902 · NKC: ph122840 |

 |