Eta und Eta-Prime-Mesonen - Eta and eta prime mesons

Eta und Eta-Prime-Mesonen

Komposition
Statistiken	Bosonic
Familie	Mesonen
Interaktionen	Stark , Schwach , Gravitation , Elektromagnetisch
Symbol	η , Ich
Antiteilchen	Selbst
Entdeckt	Aihud Pevsneret al. (1961)
Typen	2
Masse	η  : 547,862 ± 0,018  MeV / c 2 Ich  : 957,78 ± 0,06 MeV / c 2
Mittlere Lebensdauer	η : (5,0 ± 0,3) × 10 -19  s , Ich : (3,2 ± 0,2) × 10 −21  s
Zerfällt in
Elektrische Ladung	0  e
Drehen	0
Isospin	0
Hyperladung	0
Parität	-1
C-Parität	+1

Die eta (
η
) und eta-Prime-Meson (
Ich
) sind Isosinglet - Mesonen aus einer Mischung von Up - , Down - und Strange - Quarks und deren Antiquarks . Das verzauberte Eta-Meson (
η
_C) und unteres Eta-Meson (
η
_B) sind ähnliche Formen von Quarkonium ; sie haben den gleichen Spin und die gleiche Parität wie die (leichte)
η
definiert, sondern bestehen aus Charm-Quarks bzw. Bottom-Quarks . Das Top-Quark ist aufgrund seines sehr schnellen Zerfalls zu schwer, um ein ähnliches Meson zu bilden.

Allgemein

Die eta wurde entdeckt Pion - Nukleon Kollisionen am Bevatron 1961 von A. Pevsner et al . zu einer Zeit, als der Vorschlag des Achtfachen Weges zu Vorhersagen und Entdeckungen neuer Teilchen aus Symmetrieüberlegungen führte.

Der Unterschied zwischen der Masse der
η
und das von der
Ich
größer ist, als das Quarkmodell natürlich erklären kann. Dieses „ η–η′-Rätsel “ kann durch den Instanton- Mechanismus von 't Hooft gelöst werden , dessen 1 ⁄ N- Realisierung auch als Witten-Veneziano-Mechanismus bekannt ist . Insbesondere bei QCD ist die höhere Masse des
Ich
ist sehr bedeutsam, da sie mit der axialen U _A (1) klassischen Symmetrie assoziiert ist , die bei der Quantisierung explizit durch die chirale Anomalie gebrochen wird; also, obwohl die "geschützten"
η
Masse ist klein, die
Ich
ist nicht.

Quark-Zusammensetzung

Die
η
Teilchen gehören zum "pseudoskalaren" Nonett von Mesonen mit Spin J = 0 und negativer Parität , und
η
und
Ich
haben null Gesamtisospin, I und null Fremdheit und Hyperladung . Jedes Quark, das in einem
η
Teilchen wird von seinem Antiquark begleitet, daher sind alle Hauptquantenzahlen null und das Teilchen insgesamt ist "geschmacklos" .

Die grundlegende SU(3) -Symmetrietheorie der Quarks für die drei leichtesten Quarks, die nur die starke Kraft berücksichtigt , sagt entsprechende Teilchen voraus

${\displaystyle \eta_{1}={\frac{1}{\sqrt {3}}}\left(\mathrm {u{\bar{u}}+d{\bar{d}}+s{ \bar{s}}} \right)~,}$

und

${\displaystyle \eta_{8}={\frac {1}{\sqrt {6}}}\left(\mathrm {u{\bar{u}}+d{\bar{d}}-2s{ \bar {s}}} \right)~.}$

Die Indizes sind Markierungen, die darauf hinweisen, dass ₁ zu einem Singulett gehört (das vollständig antisymmetrisch ist) und ₈ Teil eines Oktetts ist. Allerdings verursacht die elektroschwache Wechselwirkung – die eine Quark-Variante in eine andere umwandeln kann – eine kleine, aber signifikante „ Vermischung “ der Eigenzustände (mit Mischungswinkel θ _P  = −11,5°), sodass die tatsächliche Quark-Zusammensetzung eine lineare . ist Kombination dieser Formeln. Das ist:

${\displaystyle \left({\begin{array}{cc}\cos\theta_{\mathrm{P}}&-\sin\theta_{\mathrm{P}}\\\sin\theta_{\ mathrm {P} }&~~\cos\theta_{\mathrm{P}}\end{array}}\right)\left({\begin{array}{c}\eta_{8}\\\ eta _{1}\end{array}}\right)=\left({\begin{array}{c}\eta \\\eta '\end{array}}\right)}$.

Der nicht abonnierte Name
η
bezieht sich auf das reale Teilchen, das tatsächlich beobachtet wird und das in der Nähe des η _{8 liegt} . Die
Ich
ist das beobachtete Teilchen nahe η ₁ .

Die
η
und
Ich
Teilchen sind eng verwandt mit dem bekannteren neutralen Pion
π⁰
, wo

${\displaystyle \pi ^{0}={\frac {1}{\sqrt {2}}}\left(\mathrm {u{\bar {u}}-d{\bar {d}}} \right )~.}$

Eigentlich,
π⁰
, η ₁ und η ₈ sind drei zueinander orthogonale , Linearkombinationen der Quarkpaare
du

du
,
D

D
, und
S

S
; sie befinden sich im Zentrum des pseudoskalaren Nonetts von Mesonen mit allen Hauptquantenzahlen gleich Null.

Meson

Das η′-Meson (
Ich
) ist ein SU(3)-Singulett der Geschmacksrichtung, im Gegensatz zum
η
. Es handelt sich um eine andere Überlagerung der gleichen Quarks wie beim Eta-Meson (
η
), wie oben beschrieben, und es hat eine höhere Masse, einen anderen Zerfallszustand und eine kürzere Lebensdauer.

Sie resultiert im Wesentlichen aus der direkten Summenzerlegung der angenäherten SU(3)-Flavor-Symmetrie unter den 3 leichtesten Quarks, , wobei 1 η ₁ entspricht, bevor eine leichte Quark-Mischung ergibt${\displaystyle \mathbb {3} \times {\bar {\mathbb {3}}}=\mathbb {1} +\mathbb {8} }$
Ich
.

Siehe auch

• Liste der Mesonen
• Quarkonium
• Spezielle einheitliche Gruppe

Verweise

Externe Links

• Zusammenfassungen von Eta und Eta' Mesonen in der Particle Data Group