مزون

برای دیگر کاربردها، مزون (ابهام‌زدایی) را ببینید.
| 0 | 1 |
| --- | --- |
مزون‌های اسپین ۰ به خود شکل نه‌گانه می‌گیرند: مزون‌های اسپین ۰ به خود شکل نه‌گانه می‌گیرند
آمار: بوزون
نیروهای بنیادی: قوی، ضعیف، الکترومغناطیس و گرانش
نظریه‌پردازی: هیدکی یوکاوا (۱۹۳۵)
کشف: ۱۹۴۷
گونه‌ها: ~۱۴۰ (فهرست)
جرم: از ۱۳۴,۹ MeV/c2 (π0) تا ۹,۴۶۰ GeV/c2 (ϒ)
بار الکتریکی: −1 e, 0 e, +1 e
اسپین: ۰, ۱
در فیزیک ذرات، مزون‌ها (/ mi:zɒnz /یا / mɛzɒnz /) هادرون‌هایی هستند که متشکل از یک کوارک و یک پاد کوارک می‌باشند که با تعامل قوی متصل می‌شوند. از آنجا که مزون‌ها از زیر ذرات کوارک تشکیل شده‌اند، اندازهٔ فیزیکی آن‌ها با قطر تقریباً یک فمتومتر است که حدود ۲/۳ اندازه پروتون یا نوترون است. همه مزون‌ها ناپایدار هستند، با طولانی‌ترین عمر تنها چند صد و نیم ثانیه می‌باشد. فروریختن مازاد (گاهی از طریق میانجیگری ذرات) برای تشکیل الکترون و نوتینوئید. مزون‌های تخلیه ممکن است به فوتون فرو ریخته شوند. هر دو این فروپاشی حاکی از آن است که رنگ دیگر اموال محصولات جانبی نیست.
در خارج از هسته، مزون‌ها در طبیعت تنها به عنوان محصولات کوتاه مدت از برخوردهای بسیار انرژی بین ذرات ساخته شده از کوارک‌ها، مانند پرتوهای کیهانی (پروتون‌های انرژی بالا و نوترون‌ها) و مواد معمولی ظاهر می‌شوند. مزون‌ها نیز اغلب به صورت مصنوعی در شتاب‌دهنده‌های ذرات با انرژی بالا در برخورد پروتون‌ها، ضد پروتون‌ها یا ذرات دیگر تولید می‌شوند.
مزونها ذرات کوانتومی میدان هستند که نیروی هسته‌ای را بین هادرون‌ها منتقل می‌کنند که آن‌ها را به یکدیگر متصل می‌کند. اثر آن‌ها به‌طور مشابه با فوتون‌هایی است که نهضت‌های نیرو هستند که نیروی الکترومغناطیسی جاذبه را بین پروتون‌های متضاد متقابل و الکترون‌هایی که اجازه می‌دهد اتم‌های جداگانه‌ای وجود داشته باشد، و سپس اتم‌ها را به مولکول‌ها منتقل می‌کنند. انرژی‌های مخرب (عظیم تر) مزون‌ها به‌طور موقت در انفجار بزرگ ساخته شده‌اند اما تصور نمی‌شود که در طبیعت امروز نقش داشته باشند. با این حال، این مزون‌های سنگین به‌طور منظم در آزمایش‌های شتاب‌دهنده ذرات ایجاد می‌شوند تا ماهیت نوع سنگین تر کوارک را که مونوگرام سنگین‌تر را تشکیل می‌دهند، درک کنند.
مزون‌ها بخشی از خانواده ذرات هادرون هستند و به صورت ذره‌ای از دو کوارک تعریف می‌شوند. دیگر اعضای خانواده هادرون، باریون هستند: ذرات زیر اتمی از سه کوارک تشکیل شده‌است. برخی از آزمایشات شواهدی از مزون‌های عجیب و غریب را نشان می‌دهد که محتوای کوارک متعارف متعلق به یک کوارک و یک آنتیکوکور ندارد.
از آنجا که کوارک‌ها دارای چرخش ۱/۲ هستند، تفاوت تعداد کوارک بین مزون‌ها و بریون‌ها باعث می‌شود که مازون‌های معمولی دو کوارک بواسون باشند، در حالی که باریون‌ها فرمیون هستند.
هر نوع مزون دارای آنتی‌اکسیدان‌های متناظر (ضدمزون) است که کوارک‌ها توسط آنتیکوکورهای مربوط جایگزین می‌شوند و برعکس. به عنوان مثال، یک پیون مثبت (π+) از یک کوارک ساخته شده‌است و یکی از آنتیکوکورهای پایین؛ و آنتی اکسیدکننده متناظر آن، پیون منفی (π-)، از یک تا یک ضدقارق و یک کوارک پایین ساخته شده‌است.
از آنجا که مزون‌ها از کوارک‌ها تشکیل می‌شوند، در هر دو تعامل ضعیف و قوی شرکت می‌کنند. مزون با بار الکتریکی خالص همچنین در تعامل الکترومغناطیسی شرکت می‌کند. مزون به ترتیب بر اساس محتوای کوارک، توازن زاویه ای، پاریتیت و سایر خواص دیگر مانند C-parity و G-parity طبقه‌بندی می‌شوند. اگر چه هیچ مزون پایدار نیست، اما کسانی که از جرم پایین‌تر هستند پایدارتر از عظیم تر هستند و از این طریق می‌توانند در شتاب‌دهنده‌های ذرات یا آزمایشات اشعه کیهانی مشاهده و مطالعه شوند. مونون‌ها معمولاً کمتر از بارونی‌ها هستند، به این معنی که آن‌ها به راحتی در آزمایش‌ها تولید می‌شوند و بنابراین پدیده‌های انرژی بیشتری را به راحتی از باریون‌ها به نمایش می‌گذارند. به عنوان مثال، کوارک جذاب در ابتدا در مزون J / Psi دیده می‌شود(J/ψ) در سال ۱۹۷۴، و کوارک پایینی در مزون upsilon (ʏ) در سال ۱۹۷۷.