En física de partículas , el mesón phi o
ϕ
meson es un mesón vector formado por un quark extraño y un antiquark extraño . Era el
ϕ
propensión inusual del mesón a descomponerse en
K0
y
K0
que llevó al descubrimiento de la regla OZI . Tiene una masa de1 019 0.461 ± 0.020 MeV / c 2 y una vida media de 1,55 ± 0,01 × 10 -22 s .
Composición | ϕ0 : s s |
---|---|
Estadísticas | Bosónico |
Interacciones | Fuerte , Débil , Gravedad , Electromagnetismo |
Símbolo | ϕ , ϕ0 |
Antipartícula | Uno mismo |
Teorizado | JJ Sakurai (1962) |
Descubierto | Connolly y col. (1962) |
Tipos | 1 |
Masa | 1 019 0.461 ± 0.020 MeV / c 2 |
Vida media | (1,55 ± 0,01) × 10 −22 s |
Decae en | |
Carga eléctrica | 0 |
Girar | 1 |
Isospin | 0 |
Hipercarga | 0 |
Paridad | -1 |
Paridad C | -1 |
Propiedades
Los modos de descomposición más comunes del
ϕ
mesón son
K+
K-
a 48,9% ± 0,5% ,
K0
S
K0
L a 34,2% ± 0,4% , y varias combinaciones indistinguibles de
ρ
s y piones en15,3% ± 0,3% . [1] En todos los casos, decae a través de la fuerza fuerte . El canal de piones sería ingenuamente el canal de desintegración dominante porque la masa colectiva de los piones es más pequeña que la de los kaones, lo que la hace energéticamente favorable; sin embargo, está suprimido por la regla OZI.
Nombre de la partícula | Símbolo de partículas | Símbolo de antipartícula | Contenido de Quark | Masa en reposo ( MeV / c 2 ) | Yo G | J P C | S | C | B' | Vida media ( s ) | Comúnmente decae a (> 5% de caries) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Mesón phi [2] | ϕ (1020) | Uno mismo | ss | 1.019,461 ± 0,020 | 0 - | 1 −− | 0 | 0 | 0 | 1,55 ± 0,01 × 10 −22 [f] | K+ + K- o K0 S + K0 Lo (ρ + π) / (π+ + π0 + π-) |
La composición de quarks del
ϕ
mesón se puede considerar como una mezcla entre
s
s
, tutu, y DD estados, pero es casi un puro
s
s
Expresar. [3] Esto se puede demostrar al deconstruir la función de onda de la
ϕ
en sus partes componentes. Vemos que el
ϕ
y
ω
los mesones son mezclas de las funciones de onda SU (3) como sigue.
- ,
- ,
dónde
- es el ángulo de mezcla nulo,
- y
- .
El ángulo de mezcla en el que los componentes se desacoplan completamente se puede calcular para ser . El ángulo de mezcla del
ϕ
y
ω
estados se calcula a partir de las masas de cada estado en aproximadamente 35˚, que está muy cerca del desacoplamiento máximo. Por lo tanto, los
ϕ
el mesón es casi puro
s
s
Expresar. [3]
Historia
La existencia del
ϕ
mesón fue propuesto por primera vez por el físico de partículas japonés-estadounidense, JJ Sakurai , en 1962 como un estado de resonancia entre losK0 y el K0. [4] Fue descubierto más tarde en 1962 por Connolly, et al. en una cámara de burbujas de hidrógeno de 20 pulgadas en el Sincrotrón de gradiente alterno (AGS) en el Laboratorio Nacional de Brookhaven en Uptown, Nueva York, mientras estudiabanK-pag+colisiones a aproximadamente 2,23 GeV / c . [5] [6] En esencia, la reacción involucró un haz de
K-
s se acelera a altas energías para chocar con los protones.
La
ϕ
mesón tiene varios modos de desintegración posibles. El modo más favorecido energéticamente implica el
ϕ
mesón decayendo en 3 piones , que es lo que ingenuamente se esperaría. Sin embargo, observamos en cambio que se desintegra con mayor frecuencia en 2 kaones . [7] Entre 1963 y 1966, 3 personas, Susumu Okubo , George Zweig y Jugoro Iizuka, propusieron cada uno de forma independiente una regla para explicar la supresión observada de la desintegración de los 3 piones. [8] [9] [10] Esta regla ahora se conoce como la regla OZI y también es la explicación aceptada actualmente para las inusualmente largas vidas de losJ / ψ y ϒmesones. [7] A saber, en promedio estén ~ 7 × 10 -21 s y ~ 1,5 × 10 -20 s respectivamente. [7] Esto se compara con la vida media normal de un mesón que se desintegra a través de la fuerza fuerte, que es del orden de 10 a 23 s . [7]
En 1999, un
ϕ
fábrica denominada DAFNE (o DA
ϕ
NE ya que la F significa "
ϕ
Factory ") comenzó a funcionar para estudiar la descomposición del
ϕ
mesón en Frascati , Italia . [6] Produce
ϕ
mesones a través de colisiones electrón - positrón . Tiene numerosos detectores, incluido el detector KLOE que estaba en funcionamiento al inicio de su funcionamiento.
Ver también
- Charmonium
- Lista de mesones
- Lista de partículas
- Modelo de quark
Referencias
- ↑ Nakamura, K .; et al. "Listados de partículas -ϕ" (PDF) . Consultado el 5 de mayo de 2017 .
- ^ Tanabashi, M .; et al. "Listados de partículas -ϕ" . Recuperado 17 de Feb 2019 .
- ^ a b Nakamura, K. "14. Modelo de Quark" (PDF) . Consultado el 3 de junio de 2021 .
- ^ Sakurai, JJ (1 de diciembre de 1962). "Posible existencia de un mesón vectorial T = 0 a 1020 MeV" . Cartas de revisión física . 9 (11): 472–475. Código Bibliográfico : 1962PhRvL ... 9..472S . doi : 10.1103 / PhysRevLett.9.472 . Consultado el 5 de mayo de 2017 .
- ^ Connolly, PL; Hart, EL; Lai, KW; Londres, G .; Moneti, GC; Rau, RR; Samios, NP; Skillicorn, IO; Yamamoto, SS; Goldberg, M .; Gundzik, M .; Leitner, J .; Lichtman, S. (15 de abril de 1963). "Existencia y propiedades delϕMeson " . Physical Review Letters : 371–376. Bibcode : 1963PhRvL..10..371C . Doi : 10.1103 / PhysRevLett.10.371 . OSTI 12491318. Consultado el 5 de mayo de 2017 .
- ^ a b "K para KLOE ... ... y Z para Zweig - CERN Courier" . cerncourier.com . Consultado el 6 de mayo de 2017 .
- ^ a b c d Griffiths, David (2008). Introducción a las partículas elementales (2ª ed. Rev.). Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-40601-2.
- ↑ S. Okubo, Phys. Letón. 5 , 1975 (1963).
- ^ G. Zweig, Informe CERN No 8419 / TH412 (1964).
- ^ J. Iizuka, Prog. Theor. Phys. Supl. 37 , 21 (1966).