Эта и эта-первичные мезоны
Эта и эта-первичные мезоны
Состав

  • η
     : ≈ 1 6 ( ты ты ¯ + г г ¯ − 2 с с ¯ ) {\textstyle \mathrm {\frac {1}{\sqrt {6}}} \left(u{\bar {u}}+d{\bar {d}}-2s{\bar {s}}\right)}

  • η′
     : ≈ 1 3 ( ты ты ¯ + г г ¯ + с с ¯ ) {\textstyle \mathrm {\frac {1}{\sqrt {3}}} \left(u{\bar {u}}+d{\bar {d}}+s{\bar {s}}\right)}
СтатистикаБозонный
СемьяМезоны
ВзаимодействияСильный , Слабый , Гравитация , Электромагнитный
Символ
η
,
η′
АнтичастицаСебя
ОбнаруженныйАйхуд Певзнер и др. (1961)
Типы2
Масса
η
 :547,862 ± 0,018  МэВ/ c2 [1 ]

η′
 :957,78 ± 0,06 МэВ/ c2 [1]
Средняя продолжительность жизни
η
:(5,0 ± 0,3) × 10 −19  с ,
η′
:(3,2 ±  0,2 ) × 10−21 с
Распадается на
Электрический заряд0  е
Вращаться0
Изоспин0
Гиперзаряд0
Паритет-1
C-четность+1

Эта (​
η
) и эта-первичный мезон (
η′
) — это изосинглетные мезоны, состоящие из смеси верхних , нижних и странных кварков и их антикварков . Очарованный эта-мезон (
η
с) и нижний эта-мезон (
η
б) являются похожими формами кваркония ; они имеют тот же спин и четность , что и (свет)
η
 определены, но состоят из очарованных кварков и нижних кварков соответственно. Верхний кварк слишком тяжел, чтобы образовать подобный мезон, из-за его очень быстрого распада.

Общий

Эта была открыта в пион - нуклонных столкновениях на Беватроне в 1961 году Айхудом Певзнером и др. в то время, когда предложение Восьмеричного Пути приводило к предсказаниям и открытиям новых частиц из соображений симметрии. [2]

Разница между массой
η
 и что из
η′
больше, чем кварковая модель может объяснить естественным образом. Это "
η
–
η′
 головоломка "может быть решена [3] [4] [5] с помощью механизма инстантонов 'т Хоофта , [6] чей ⁠1/ Н ⁠ реализация также известна как механизм Виттена–Венециано . [7] [8] В частности, в КХД большая масса
η′
 очень существенна, поскольку она связана с аксиальной U A (1) классической симметрией, которая явно нарушается через хиральную аномалию при квантовании; таким образом, хотя «защищенная»
η
 масса мала, т.
η′
 это не так.

Состав творога

The
η
 частицы принадлежат к «псевдоскалярному» нонету мезонов, которые имеют спин J = 0 и отрицательную четность , [9] [10] и
η
 и
η′
 имеют нулевой общий изоспин, I , и нулевую странность , и гиперзаряд . Каждый кварк, который появляется в
η
 Частицу сопровождает ее антикварк, поэтому все основные квантовые числа равны нулю, а частица в целом «безвкусна» .

Базовая теория симметрии SU(3) кварков для трех легчайших кварков, которая учитывает только сильное взаимодействие , предсказывает соответствующие частицы

η 1 = 1 3 ( ты ты ¯ + г г ¯ + с с ¯ )   , {\displaystyle \mathrm {\eta } _{1}={\frac {1}{\sqrt {3}}}\left(\mathrm {u{\bar {u}}+d{\bar {d}}+s{\bar {s}}} \right)~,}

и

η 8 = 1 6 ( ты ты ¯ + г г ¯ − 2 с с ¯ )   . {\displaystyle \mathrm {\eta } _{8}={\frac {1}{\sqrt {6}}}\left(\mathrm {u{\bar {u}}+d{\bar {d}}-2s{\bar {s}}} \right)~.}

Нижние индексы — это метки, которые указывают на тот факт, что η 1 принадлежит синглету (который полностью антисимметричен), а η 8 является частью октета. Однако электрослабое взаимодействие , которое может преобразовать один аромат кварка в другой, вызывает небольшое, но значимое количество « смешивания » собственных состояний (с углом смешивания θ P = −11,5°), [11], так что фактический состав кварка представляет собой линейную комбинацию этих формул. То есть:

( потому что ⁡ θ П − грех ⁡ θ П грех ⁡ θ П     потому что ⁡ θ П ) ( η 8 η 1 ) = ( η η ′ )   . {\displaystyle \left({\begin{array}{cc}\cos \theta _{\mathrm {P}} &-\sin \theta _{\mathrm {P} }\\\sin \theta _{\ mathrm {P} }&~~\cos \theta _{\mathrm {P} }\end{array}}\right)\left({\begin{array}{c}\mathrm {\eta } _{8}\\\mathrm {\eta } _{1}\end{array}} \right)=\left({\begin{array}{c}\mathrm {\eta } \\\mathrm {\eta '} \end{array}}\right)~.}

Неиндексированное имя
η
 относится к реальной частице, которая фактически наблюдается и которая близка к η 8 .
η′
 наблюдаемая частица близка к η 1 . [10]

The
η
 и
η′
 Частицы тесно связаны с более известным нейтральным пионом
π0
, где

π 0 = 1 2 ( ты ты ¯ − г г ¯ )   . {\displaystyle \mathrm {\pi } ^{0}={\frac {1}{\sqrt {2}}}\left(\mathrm {u{\bar {u}}-d{\bar {d}}} \right)~.}

Фактически,
π0
, η 1 и η 8 — три взаимно ортогональные линейные комбинации пар кварков
ты

ты
,
г

г
, и
с

с
; они находятся в центре псевдоскалярного нонета мезонов [9] [10] со всеми основными квантовыми числами, равными нулю.

η′ мезон

η′-мезон (
η′
) представляет собой синглет ароматизатора SU(3), в отличие от
η
. Это другая суперпозиция тех же кварков, что и эта-мезон (
η
), как описано выше, и имеет большую массу, другое состояние распада и более короткое время жизни.

По сути, это результат прямого суммирования разложения приближенной симметрии аромата SU(3) среди 3 легчайших кварков, где 1 соответствует η 1 до смешивания s легких кварков, что дает 3 × 3 ¯ = 1 + 8 {\displaystyle \mathbb {3} \times {\bar {\mathbb {3} }}=\mathbb {1} +\mathbb {8} }
η′
.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Light Unflavored Mesons, как указано в Olive, KA; et al. ( PDG ) (2014). "Обзор физики элементарных частиц". Chinese Physics C. 38 ( 9): 090001. arXiv : 1412.1408 . Bibcode : 2014ChPhC..38i0001O. doi : 10.1088/1674-1137/38/9/090001. S2CID  118395784.
  2. ^ Купсч, А. (2007). «Что интересного в
    η
    и
    η′
    Распады мезонов?". Труды конференции AIP . 950 : 165–179 . arXiv : 0709.0603 . Bibcode : 2007AIPC..950..165K. doi : 10.1063/1.2819029. S2CID  15930194.
  3. ^ Del Debbio, L.; Giusti, L.; Pica, C. (2005). "Топологическая восприимчивость в калибровочной теории SU(3)". Physical Review Letters . 94 (3): 032003. arXiv : hep-th/0407052 . Bibcode : 2005PhRvL..94c2003D. doi : 10.1103/PhysRevLett.94.032003. PMID  15698253. S2CID  930312.
  4. ^ Люшер, М.; Паломби, Ф. (2010). «Универсальность топологической восприимчивости в калибровочной теории SU(3)». Журнал физики высоких энергий . 2010 (9): 110. arXiv : 1008.0732 . Bibcode : 2010JHEP...09..110L. doi : 10.1007/JHEP09(2010)110. S2CID  119213800.
  5. ^ Cè, M.; Consonni, C.; Engel, G.; Giusti, L. (2014). Тестирование механизма Виттена–Венециано с градиентным потоком Янга–Миллса на решетке . 32-й Международный симпозиум по теории решеточного поля. arXiv : 1410.8358 . Bibcode :2014arXiv1410.8358C.
  6. ^ 'т Хоофт, Г. (1976). «Симметрия, прорывающая аномалии Белла-Джеккива». Physical Review Letters . 37 (1): 8– 11. Bibcode : 1976PhRvL..37....8T. doi : 10.1103/PhysRevLett.37.8.
  7. ^ Виттен, Э. (1979). "Теоремы современной алгебры для U(1) "голдстоуновского бозона"". Ядерная физика Б. 156 ( 2): 269– 283. Bibcode : 1979NuPhB.156..269W. doi : 10.1016/0550-3213(79)90031-2.
  8. ^ Венециано, Г. (1979). «U(1) без инстантонов». Nuclear Physics B. 159 ( 1– 2 ): 213– 224. Bibcode :1979NuPhB.159..213V. doi :10.1016/0550-3213(79)90332-8.
  9. ^ ab Статья о мезонах в Википедии описывает псевдоскалярную нонет мезонов SU (3), включая
    η
    и
    η′
    .
  10. ^ abc Jones, HF (1998). Группы, представления и физика . IOP Publishing . ISBN 978-0-7503-0504-4.Страница 150 описывает псевдоскалярный нонет SU(3) мезонов, включая
    η
    и
    η′
    . Страница 154 определяет η 1 и η 8 и объясняет смешивание (приводящее к
    η
    и
    η′
    ).
  11. ^ Quark Model Review, как указано в Beringer, J.; et al. ( PDG ) (2012). "Обзор физики частиц" (PDF) . Physical Review D. 86 ( 1): 010001. Bibcode : 2012PhRvD..86a0001B. doi : 10.1103/PhysRevD.86.010001 .
  • Обзоры по эта и эта'-мезонам в Particle Data Group
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Эта_и_эта_простые_мезоны&oldid=1184907760"