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Meson


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Mesonen sind Nicht- Elementarteilchen die aus jeweils aus einem Quark und einem Antiquark (dem Antiteilchen eines Quarks) aufgebaut sind. Alle Mesonen instabil. Mesonen die leichter sind als ein Nukleon und ein Antinukleon zerfallen zwangsläufig in leichtere Mesonen oder Leptonen .

Da es sechs Arten von Quarks sollte man annehmen dass es genau 36 Mesonen gibt nämlich genau alle möglichen Quark-Antiquark-Paare. Wirklichkeit ist allerdings komplizierter.

Quarks besitzen einen Spin so dass ein Meson aus zwei mit parallelem oder mit antiparallelem Spin bestehen Erstere Mesonen werden pseudoskalare Mesonen (Isospin=0) letztere Vektormesonen (Isospin=1) genannt und haben bei gleicher unterschiedliche Eigenschaften und Bezeichnungen. Zusätzlich können alle Mesonen auch innere Anregungszustände besitzen die durch Drehimpuls beschrieben werden. Hierdurch steigt ihre Energie so dass sie andere Eigenschaften (insbesondere Zerfallsprodukte) die Mesonen im Grundzustand besitzen.

Aus historischen Gründen sind Mesonen gleicher aber unterschiedlicher innerer Eigenschaften oft unterschiedlich bezeichnet.

Zusätzlich müssen Quarks quantenmechanisch beschrieben werden. Daher gibt es in Fällen Überlagerungszustände mehrerer Quark-Antiquark-Paare. Das neutrale Pion etwa ist eine Mischung aus einem u u mit einem d d Zustand. (Antiquarks sind durch einen Unterstrich

Ein in der Elementarteilchenphysk besonders wichtiges ist das Kaon welches neben den bislang Eigenschaften zusätzlich noch in einer als kurzlebig S ) und langlebig (K L ) bezeichneten Form vorkommt. Die unterschiedlichen Zerfallszeiten Kaonen (und auch die der B-Mesonen) stehen Zusammenhang mit dem so genannten CP-Erhaltungssatz und eine eigene Abhandlung.
Name Symbol Quarks Masse/ MeV Lebensdauer/ s
Pseudoskalare Mesonen aus d u und Quarks
Pion π + π - u d u d 139 6 2 6*10 -8
Pion π 0 (u u + d d ) 135 0 8 3 × 10 -17
Kaon K + K - u s s u 439 7 1 2 × 10 -8
Kaon K S 0 (d s + s d ) 497 7 9 × 10 -11
Kaon K L 0 (d s + s d ) 497 7 5 2 × 10 -8
Eta η 0 (u u - d d ) 548.8 < 10 -18
Eta' η '0 s s 958 3 × 10 -21
Vektormesonen aus d u und s
Rho ρ + π - u d u d 770 4 × 10 -24
Rho ρ 0 (u u + d d ) 770 4 × 10 -24
Kaon K *+ K *- u s s u 439 7 1 2 × 10 -8
Kaon K S *0 (d s + s d ) 497 7 9 × 10 -11
Kaon K L *0 (d s + s d ) 497 7 5 2 × 10 -8
omega ω 0 (u u - d d ) 782 6 7 × 10 -22
Phi Φ '0 s s 1020 2 × 10 -22
Die übrigen Mesonen
D-Meson D + D - c d c d 1869 4 9 2 × 10 -13
D-Meson D 0 D 0 c u c u 1864 7 4 4 × 10 -13
F-Meson F + F - c s c s 1971 1 9 × 10 -13
J/Psi J/Ψ c c 3096 9 8 × 10 -19
B-Meson B + B - u b u b 5270 8 1 4 × 10 -12
B-Meson B 0 B 0 b d b d 5274 2 1 4 × 10 -12
Ypsilon Y b b 9460 4 1 3 × 10 -20


Antiquarks und Antiteilchen sind unterstrichen dargestellt.

Elementarteilchen betreffende Messwerte werden von der Particle Data Group gesammelt und analysiert http://pdg.lbl.gov ( Engl. ).



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