Фи-мезон

фи-мезон

Диаграмма Фейнмана наиболее распространенных ϕ распад мезона
Сочинение	ϕ0 : s s
Статистика	Бозонный
Взаимодействия	Сильный , Слабый
Символ	ϕ , ϕ0
Античастица	Себя
Масса	1 019 0,461 ± 0,020 МэВ / c 2
Электрический заряд	0

В физике элементарных частиц , то фи-мезон или
ϕ
мезон - векторный мезон, образованный странным кварком и странным антикварком . Это было
ϕ
необычная склонность мезона распадаться на
K⁰
и
K⁰
это привело к открытию правила OZI . Имеет массу1 019 0,461 ± 0,020  МэВ / c ² и среднее время жизни 1,55 ± 0,01 · 10 ⁻²² с .

Свойства [ править ]

Наиболее распространенные режимы распада
ϕ
мезон
K⁺

K^-
в 48,9% ± 0,5% ,
K⁰
_ю.ш.
K⁰
_л в 34,2% ± 0,4% , и различные неразличимые комбинации
ρ
с и пионы на15,3% ± 0,3% . ^[1] Во всех случаях он распадается из-за сильного взаимодействия . Пионный канал наивно был бы доминирующим каналом распада, потому что коллективная масса пионов меньше, чем масса каонов, что делает его энергетически выгодным; однако он подавляется правилом OZI.

Кварковый состав
ϕ
мезон можно рассматривать как смесь между
s

s
, тыты, и dd заявляет, но это очень почти чистый
s

s
государственный. ^[3] Это может быть показано деконструируя волновую функцию из
ϕ
на составные части. Мы видим, что
ϕ
и
ω
мезоны представляют собой смеси волновых функций SU (3) следующим образом.

${\ displaystyle \ phi = \ psi _ {8} \ cos \ theta - \ psi _ {1} \ sin \ theta}$,

${\ displaystyle \ omega = \ psi _ {8} \ sin \ theta + \ psi _ {1} \ cos \ theta}$,

куда

${\ displaystyle \ theta}$ - угол смешивания нонет,

${\ displaystyle \ psi _ {8} = {\ frac {u {\ overline {u}} + d {\ overline {d}} - 2s {\ overline {s}}} {\ sqrt {6}}}}$ и

${\ displaystyle \ psi _ {1} = {\ frac {u {\ overline {u}} + d {\ overline {d}} + s {\ overline {s}}} {\ sqrt {3}}}}$.

Угол смешивания, при котором компоненты полностью разъединяются, может быть рассчитан как примерно 35,3˚. Угол смешивания
ϕ
и
ω
состояний рассчитывается исходя из масс каждого состояния примерно 35˚, что очень близко к максимальной развязке. Следовательно
ϕ
мезон почти чистый
s

s
государственный. ^[3]

История [ править ]

Существование
ϕ
мезон был впервые предложен японским американским физиком элементарных частиц Дж. Дж. Сакураи в 1962 г. как резонансное состояние междуK0 и K0. ^[4] Это было обнаружено позже в 1962 году Коннолли и др. в 20-дюймовой водородной пузырьковой камере в синхротроне с переменным градиентом (AGS) в Брукхейвенской национальной лаборатории в Аптауне, штат Нью-Йорк, пока они изучалиK-п+столкновения примерно при 2,23  ГэВ / c . ^{[5] [6]} По сути, реакция включала пучок
K^-
s ускоряется до высоких энергий для столкновения с протонами.

В
ϕ
мезон имеет несколько возможных режимов распада. Наиболее энергетически предпочтительный режим включает в себя
ϕ
мезон распадается на 3 пиона , чего наивно ожидать. Однако вместо этого мы наблюдаем, что он чаще всего распадается на 2 каона . ^[7] Между 1963 и 1966 годами 3 человека, Сусуму Окубо , Джордж Цвейг и Югоро Иидзука, независимо друг от друга предложили правило для объяснения наблюдаемого подавления распада трех пионов. ^{[8] [9] [10]} Это правило теперь известно как правило OZI и также является общепринятым объяснением необычно долгого срока службыДж / ψ и ϒмезоны. ^[7] А именно, в среднем они длятся ~ 7 · 10 ⁻²¹ с и ~ 1,5 · 10 ⁻²⁰ с соответственно. ^[7] Это сравнивается со средним нормальным временем жизни мезона, распадающегося под действием сильного взаимодействия, которое составляет порядка 10 ^-23 с . ^[7]

В 1999 г.
ϕ
завод под названием DAFNE (или DA
ϕ
NE, поскольку F означает "
ϕ
Завод ») начал работу по изучению распада
ϕ
мезон во Фраскати , Италия . ^[6] Он производит
ϕ
мезонов через электрон - позитронных столкновений. Он имеет множество детекторов, в том числе детектор KLOE, который работал в начале своей работы.

См. Также [ править ]

• Чармониум
• Список мезонов
• Список частиц
• Кварковая модель

Ссылки [ править ]