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け+
）を３つのパイ中間子 （２
π+
、1
π−
) は、弱い相互作用と強い相互作用の両方を伴うプロセスです。
弱い相互作用:ストレンジ反クォーク (
s
) カオンはアップ反クォーク (
あなた
）の放出によって
わ+
ボソン;
わ+
ボソンはその後、ダウン反クォーク （
d
）とアップクォーク （
あなた
）。
強い相互作用：アップクォーク（
あなた
）はグルーオン （
グ
）はダウンクォーク（
d
）とダウン反クォーク（
d
）。
この記事には、1 つのクォークと 1 つの反クォークで構成される不安定な素粒子である中間子の一覧が含まれています。中間子は、クォークで構成される粒子であるハドロン粒子ファミリーの一部です。ハドロン ファミリーの他のメンバーは、 3 つのクォークで構成される素粒子である重粒子です。中間子と重粒子の主な違いは、中間子は整数スピン(したがってボソン)を持ち、重粒子はフェルミオン(半整数スピン) であることです。中間子はボソンであるため、パウリの排他原理は適用されません。このため、中間子は短距離で力を媒介する粒子として機能し、原子核相互作用などのプロセスで役割を果たします。
中間子はクォークで構成されているため、弱い相互作用と強い相互作用の両方に関与します。正味の電荷を持つ中間子は、電磁相互作用にも関与します。中間子は、クォークの含有量、全角運動量、パリティ、およびC パリティやG パリティなどのさまざまな特性によって分類されます。中間子は安定ではありませんが、質量の小さい中間子は最も質量の大きい中間子よりも安定しており、粒子加速器や宇宙線実験で観測および研究が容易です。また、中間子は一般に重粒子よりも質量が小さいため、実験で生成しやすく、重粒子よりも早く高エネルギー現象を示します。たとえば、チャーム クォークは、J/Psi 中間子(
J/ψ
）は1974年に発表され、[1] [2]ウプシロン中間子のボトムクォーク（
ϒ
）は1977年に発見されました。 [3]トップクォーク（現在までに発見された最後の最も重いクォーク）は1995年に
フェルミ国立加速器研究所で初めて観測されました。
各中間子には対応する反粒子（反中間子）があり、その場合、クォークは対応する反クォークに置き換えられ、その逆も同様である。例えば、正のパイ中間子（
π+
）は、１つのアップクォークと１つのダウン反クォークから構成され、それに対応する反粒子である負のパイオン（
π−
) は、アップ反クォーク 1 個とダウン反クォーク 1 個で構成されています。2つのクォークと 2 つの反クォークを含むテトラクォークは中間子と見なすことができますが、ここには記載されていません。
これらのリストに出てくる記号は、I (アイソスピン)、J (全角運動量)、P (パリティ)、C ( Cパリティ)、G ( Gパリティ)、u (アップクォーク)、d (ダウンクォーク)、s (ストレンジクォーク)、c (チャームクォーク)、b (ボトムクォーク)、Q (電荷)、B (重粒子数)、S (ストレンジネス)、C (チャーム)、B′ (ボトムネス)、およびさまざまな亜原子粒子です (名前を表示するにはマウスを合わせます)。
要約表
この表は当初は公表された結果から導き出されたものであり、その多くは暫定的なものであったため、次の表にある中間子のうち最大 64 個は存在しないか、質量または量子数が間違っている可能性があります。
文字「f」で命名された中間子はスカラー中間子（擬スカラー中間子とは対照的）であり、文字「a」で命名された中間子は軸ベクトル中間子（通常のベクトル中間子とは対照的）またはアイソスカラーベクトル中間子である。一方、文字「b」と「h」はそれぞれ正パリティ、負のCパリティ、量子数I Gが1 +と0 −の軸ベクトル中間子を指す。[5]
「f」、「a」、「b」、および「h」中間子は以下の表に記載されておらず、それらの内部構造とクォーク含有量は現在調査中です。[6] [7]上記の表でf 0 (500) として説明されている粒子は、歴史的にf 0 (600)とσ (シグマ)という2つの別名で知られていました。 [8]
中間子の命名規則の完全なセットは、2017年の粒子データグループのレビュー記事に記載されており、そこには2016年以前の一般的な名前とXYZ中間子の新しい粒子データグループの標準命名規則をマッピングした表も含まれています。[9]
中間子の特性
以下に、既知および予測されるすべての擬スカラー（J P = 0 −）およびベクトル（J P = 1 −）中間子の詳細を示します。
粒子の特性とクォーク含有量は、以下の表に示されています。対応する反粒子については、クォークを反クォークに（またはその逆）変更し、Q、B、S、C、B′ の符号を反転するだけです。名前の横に†が付いている粒子は、標準モデルによって予測されていますが、まだ観測されていません。赤で表示されている値は、実験によって確実に確立されていませんが、クォークモデルによって予測されており、測定値と一致しています。
擬スカラー中間子
[a] ^ クォーク質量がゼロではないため、メイクアップは不正確です。
[b] ^ PDGは共鳴幅（Γ）を報告します。ここでは、代わりにτ = ħ ⁄ Γの変換 が与えられています。[c] ^強い固有状態。明確な寿命はありません（以下のK中間子 の注記を参照）[d] ^
け0
リットルそして
け0
秒のものとして与えられている
け0
しかし、
け0
リットルそして
け0
秒程度2.2 × 10 −11 MeV/ c 2が存在する。[19]
[e] ^弱い固有状態。小さなCP対称性を破る項が欠けている（下記の中性K中間子に関する注記を参照）。
ベクトル中間子
[f] ^ PDGは共鳴幅（Γ）を報告します。ここでは代わりにτ = ħ ⁄ Γの変換 が与えられます。[g] ^ 正確な値は使用される方法によって異なります。詳細については、指定された参考文献を参照してください。
中性K中間子に関する注記
- 中性K中間子の混合により、
け0
秒そして
け0
リットルストレンジネスの固有状態ではありません。しかし、これらは弱い力の固有状態であり、それが粒子の崩壊方法を決定するため、一定の寿命を持つ粒子です。 - 表に示されている線形結合は、
け0
秒そして
け0
リットルCP 対称性の破れによる小さな補正があるため、厳密には正しくありません。K中間子における CP 対称性の破れを参照してください。
これらの問題は原理的には他の中性フレーバー中間子にも存在することに注意する。しかし、弱固有状態は寿命が劇的に異なるため、K中間子の場合のみ別個の粒子とみなされる。[38]
参照
参考文献
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- ^ JE Augustin他(1974)
- ^ SWハーブ他（1977）
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QCD
の自発的カイラル対称性や核子-核子引力において中心的な役割を果たしているにもかかわらず、その存在と特性は60年近く議論の的となっている。
この論争は、シグマ中間子が通常のクォーク-反クォーク中間子ではないという強い兆候によっても煽られている。
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文献
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外部リンク
- 粒子データグループ：粒子物理学レビュー；pdgLive – 中間子概要表
- 中間子を思考可能に、物理的特性を比較できるインタラクティブな視覚化