Phi meson

Phi-mesoni on alkuainehiukkanen, jolla on piilotettu outo ja isotooppinen spin 0, ja se edustaa mesoniresonansseja parillisella kiertoradan kvanttiluvulla [1] . Se muodostaa singletin, joka täydentää vektorimesonien oktettia, eli se on η′-mesonin analogi .

Löytöhistoria

Ensimmäiset todisteet φ-mesonin olemassaolosta saatiin vuosina 1961-1962 Brookhavenin kansallisesta laboratoriosta [2] . Näiden tietojen perusteella Jun Sakurai teki oletuksen tämän resonanssin luonteesta [3] .

Luotettava vahvistus φ-mesonin löydöstä tehtiin vuonna 1962 Bevatronissa Lawrence Berkeleyn kansallisessa laboratoriossa [ 4] ja AGS - synkrotronissa Brookhaven National Laboratoryssa [5] .

Vuonna 1968 φ-mesonin hajoaminen elektroni-positronipariksi rekisteröitiin ensimmäistä kertaa Ydintutkimuslaitoksen synkrofasotronissa [ 6] .

Ensimmäinen viritystila φ(1680) vahvistettiin vuonna 1971 [7] , kolmas φ(2170) löydettiin BEPC II -törmätimestä vuonna 2008 [8] .

Ominaisuudet

Alla on kevyimmän φ-mesonin ja sen kolmen parhaiten tutkitun viritystilan ominaisuudet.

Hiukkanen	Kvarkkikoostumus [9]	Lepoenergia , MeV	J P C	Keskimääräinen käyttöikä, s	Perusvaimennustila
φ(1020)	$s{\bar {s))$	1019,455 ± 0,020	1 - -	1,54⋅10 -22	K + + K -
φ(1680)	$s{\bar {s))$	1680±20	1 - -	4,4⋅10 −24	K + + K* − (892)
φ 3 (1850)	$s{\bar {s))$	1854±7	3 −−	7,6⋅10 −24	K + + K -
φ(2170)	$s{\bar {s))$	2162±7	1 - -	6,6⋅10 −24	e ++ e− _

Vaimenemistilat

Kuten kaikki resonanssit, phi-mesoni hajoaa pääasiassa vahvan vuorovaikutuksen vuoksi. Pääasialliset phi-mesonin hajoamiset ovat hajoamista kahdeksi ka-mesoniksi :

\varphi \to K^{+}+K^{-}

( todennäköisyys 49,1 %) [10] ,

{\displaystyle \varphi \to K_{L}^{0}+K_{S}^{0))

(todennäköisyys 33,9 %) [10] .

Toinen mahdollinen hajoamiskanava on hajoaminen kolmeen pi-mesoniin:

{\displaystyle \varphi \to \pi ^{+}+\pi ^{-}+\pi ^{0))

joka voi tapahtua joko suoraan tai väliresonanssin muodostuessa - rho-mesoni :

{\displaystyle \varphi \to \rho ^{\pm }+\pi ^{\mp }\to \pi ^{\pm }+\pi ^{0}+\pi ^{\mp ))

\varphi \to \rho ^{0}+\pi ^{0}\to \pi ^{+}+\pi ^{-}+\pi ^{0}

Haaroittumiskerroin on tässä tapauksessa vain 15,4 % [10] , vaikka tämäntyyppinen vaimeneminen on energeettisesti edullisempaa, koska kolmen pionin kokonaismassa on 414,12 MeV/c², kun taas kaoniparin massa on 985, 33 MeV/c² (ladattuna) tai 995,23 MeV/c² (neutraali). Tämän kanavan tukahduttaminen selittyy Okubo-Zweig-Izukin säännöllä .

Lisäksi phi-mesoni voi hajota sähkömagneettisen vuorovaikutuksen vuoksi:

\varphi \to \eta +\gamma

(todennäköisyys 1,3 %) [10] ,

\varphi \to \pi ^{0}+\gamma

(todennäköisyys 0,0032 %) [10] .

Lisäksi phi-mesonin hajoaminen leptonipariksi (elektroni-positroni tai muoni-antimuoni) on mahdollista, mutta tämäntyyppinen hajoaminen on erittäin harvinaista:

{\displaystyle \varphi \to e^{-}+e^{+))

(todennäköisyys 2,98⋅10 -4 %) [10] ,

\varphi \to \mu ^{-}+\mu ^{+}

(todennäköisyys 2,85⋅10 -4 %) [10] .

Muistiinpanot

↑ Hadronien nimeämisjärjestelmä . Haettu 25. heinäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 5. elokuuta 2011. (määrätön)
↑ Bertanza, L.; Brisson, V.; Connolly, P.L.; Hart, E.L. et ai. Mahdolliset resonanssit Ξ π- ja K anti-K -järjestelmissä // Phys . Rev. Lett.. - 1962. - Voi. 9 . - s. 180 .
↑ Sakurai, JJ T=0-vektorimesonin mahdollinen olemassaolo 1020 MeV:ssa // Phys . Rev. Lett.. - 1962. - Joulukuu ( osa 9 , nro 11 ). — s. 472–475 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.9.472 .
↑ Schlein, P.; Slater, W.E.; Smith, L.T.; Stork, D.H.; Ticho, HK Kvanttiluvut 1020 MeV K anti-K -resonanssista // Phys . Rev. Lett.. - 1963. - Voi. 10 . - s. 368 .
↑ P. L. Connolly et ai. ϕ Mesonin olemassaolo ja ominaisuudet // Phys . Rev. Lett. : päiväkirja. - 1963. - 15. huhtikuuta ( nide 10 , nro 8 ). - s. 371-376 .
↑ Astvacaturov, RG; Azimov, M.A.; Chuvilo, IV; Hladky, J. et ai. φ → e+ e– Hajoamisen havainnointi // Phys . Lett. B. - 1968. - Voi. 27 . - s. 45 . - doi : 10.1016/0370-2693(68)90330-4 .
↑ JAJ Matthews, JD Prentice, TS Yoon, JT Carroll, MW Firebaugh, WD Walker. φ(1680):n syntyminen ja vaimeneminen pisteessä π + d → pp π+ π− π0 nopeudella 6,95 GeV/c // Phys . Rev. D. - 1971. - 1. kesäkuuta ( nide 3 ). - s. 2561 . - doi : 10.1103/PHYSREVD.3.2561 .
↑ M. Ablikim et ai. Y(2175):n havainto J=ψ → ηϕf0(980) (englanniksi) // Phys. Rev. Lett.. - 2008. - Voi. 100 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.100.102003 .
↑ C. Amsler et ai. (2008): Quark-malli arkistoitu 30. heinäkuuta 2011 Wayback Machinessa
↑ 1 2 3 4 5 6 7 R.L. Workman et ai. (Particle Data Group). Mesonit. Yhteenvetotaulukot (englanniksi) // Prog.Theor.Exp.Phys.. - 2022. - No. 083C01 . Arkistoitu alkuperäisestä 28. elokuuta 2022.

Hiukkaset fysiikassa

perushiukkasia
_

Fermions

Kvarkit	u d s c b t
Leptonit	e- _ e + μ − • μ + τ − • τ + Neutrino ν e • ν e ν μ • ν μ ν τ • ν τ

Bosonit

Arvioida	γ g W ± •Z 0
Skalaari	Higgsin bosoni

Komposiittihiukkaset
_

hadronit

Baryonit ( hyperonit )	Nukleonit s s n n Δ Λ Σ Ξ Ω Pentakvarkit
Mesonit ( Quarkonia )	π η • η′ s ω φ J/ψ ϒ θ K B D T Tetrakvarkit

Perus- ja (tai) yhdistehiukkasten yhdisteet

Tavallinen	Atomiytimet deuteron Triton Helion α atomeja ioneja Kationit Anionit molekyylejä
Epätavallinen	Hypernukleusfysiikassa : Λ -hyperytimet Hypervety Hypertriton Σ -hyperytimet Eksoottiset atomit : Mesoatomit Muonic Muoninen vety Hadronic pioni Kaonic Antiprotoni Σ -hyperoninen Leptonin atomit positronium Muonium Dimuonium protonium Pioni mesomolekuli Dipositronium