「中間子」の版間の差分
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中間子は、[[湯川秀樹]]によって理論的に予言され、これが彼のノーベル物理学賞の受賞理由となった。 |
中間子は、[[湯川秀樹]]によって理論的に予言され、これが彼のノーベル物理学賞の受賞理由となった。 |
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== 中間子 |
== 中間子(一部)の一覧表 == |
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<table class="wikitable" style="font-size:80%; text-align:center;"> |
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<table border="1" cellspacing="0" cellpadding=" 2"> |
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<th rowspan="2">名称</th> |
<th rowspan="2">名称</th> |
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26行目: | 26行目: | ||
<th rowspan="2">反粒子</th> |
<th rowspan="2">反粒子</th> |
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<th rowspan="2">構成</th> |
<th rowspan="2">構成</th> |
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<th rowspan="2">[[静止質量]]<br/>(M[[電子ボルト|eV]])</th> |
<th rowspan="2">[[静止質量]]<br />(M[[電子ボルト|eV]])</th> |
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<th colspan="3">量子数</th> |
<th colspan="3">量子数</th> |
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<th rowspan="2">[[平均寿命]]<br/>([[秒]])</th> |
<th rowspan="2">[[平均寿命]]<br />([[秒]])</th> |
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</tr> |
</tr> |
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<td rowspan=2>[[パイ中間子|π中間子]]</td> |
<td rowspan="2">[[パイ中間子|π中間子]]</td> |
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<td>π<sup>+</sup></td> |
<td>π<sup>+</sup></td> |
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<td>π<sup>-</sup></td> |
<td>π<sup>-</sup></td> |
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<td><math>\mathrm{u \bar{d}}</math></td> |
<td><math>\mathrm{u \bar{d}}</math></td> |
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<td>139.57018 |
<td>139.57018±0.00035</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>(2.6033 |
<td>(2.6033±0.0005)×10<sup>-8</sup> </td> |
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</tr> |
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<tr> |
<tr> |
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50行目: | 50行目: | ||
<td>自分自身</td> |
<td>自分自身</td> |
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<td><math>\mathrm{\frac{u\bar{u} - d \bar{d}}{\sqrt{2}}}</math></td> |
<td><math>\mathrm{\frac{u\bar{u} - d \bar{d}}{\sqrt{2}}}</math></td> |
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<td>134.9766 |
<td>134.9766±0.0006</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>(8.4 |
<td>(8.4±0.6)×10<sup>-17</sup> </td> |
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<td rowspan=3>[[K中間子]]</td> |
<td rowspan="3">[[K中間子]]</td> |
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<td>K<sup>+</sup></td> |
<td>K<sup>+</sup></td> |
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<td>K<sup>-</sup> </td> |
<td>K<sup>-</sup> </td> |
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<td><math>\mathrm{u\bar{s}}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{u\bar{s}}</math> </td> |
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<td>493.677 |
<td>493.677±0.016</td> |
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<td>+1</td> |
<td>+1</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>(1.2384 |
<td>(1.2384±0.0024)×10<sup>-8</sup> </td> |
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71行目: | 71行目: | ||
<td><math>\mathrm{K_S^0}</math></td> |
<td><math>\mathrm{K_S^0}</math></td> |
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<td><math>\mathrm{\frac{ (1 + \epsilon) d\bar{s} + (1 - \epsilon) \bar{d}s}{\sqrt{2(1+|\epsilon|^2)}}}</math></td> |
<td><math>\mathrm{\frac{ (1 + \epsilon) d\bar{s} + (1 - \epsilon) \bar{d}s}{\sqrt{2(1+|\epsilon|^2)}}}</math></td> |
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<td>497.648 |
<td>497.648±0.022</td> |
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<td><math>\mathrm{K^0}</math>からの寄与が <math>(1+\epsilon)\times</math>50%と<br/> <math>\mathrm{\bar{K}^0}</math>からの寄与が<math>(1-\epsilon)\times</math>50%の混合状態</td> |
<td><math>\mathrm{K^0}</math>からの寄与が <math>(1+\epsilon)\times</math>50%と<br /> <math>\mathrm{\bar{K}^0}</math>からの寄与が<math>(1-\epsilon)\times</math>50%の<br />混合状態</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>(0.8953 |
<td>(0.8953±0.0006)×10<sup>-10</sup>(CPTの保存を仮定した場合)<br />(0.8958±0.0006)×10<sup>-10</sup>(CPTの保存を仮定しない場合)</td> |
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</tr> |
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81行目: | 81行目: | ||
<td><math>\mathrm{K_L^0}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{K_L^0}</math> </td> |
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<td><math>\mathrm{\frac{ (1 + \epsilon) d\bar{s} - (1 - \epsilon) s\bar{d}}{\sqrt{2(1+|\epsilon|^2)}}}</math></td> |
<td><math>\mathrm{\frac{ (1 + \epsilon) d\bar{s} - (1 - \epsilon) s\bar{d}}{\sqrt{2(1+|\epsilon|^2)}}}</math></td> |
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<td>497.648 |
<td>497.648±0.022</td> |
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<td><math>\mathrm{K^0}</math>からの寄与が <math>(1+\epsilon)\times</math>50%と<br/> <math>\mathrm{\bar{K}^0}</math>からの寄与が<math>(1-\epsilon)\times</math>50%の混合状態</td> |
<td><math>\mathrm{K^0}</math>からの寄与が <math>(1+\epsilon)\times</math>50%と<br /> <math>\mathrm{\bar{K}^0}</math>からの寄与が<math>(1-\epsilon)\times</math>50%の<br />混合状態</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>(5.18 |
<td>(5.18±0.04)×10<sup>-8</sup></td> |
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92行目: | 92行目: | ||
<td>自分自身</td> |
<td>自分自身</td> |
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<td><math>\mathrm{\frac{u\bar{u} + d\bar{d} - 2s\bar{s}}{\sqrt{6}}}</math></td> |
<td><math>\mathrm{\frac{u\bar{u} + d\bar{d} - 2s\bar{s}}{\sqrt{6}}}</math></td> |
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<td>547.75 |
<td>547.75±0.12</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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99行目: | 99行目: | ||
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<td rowspan=2>ρ中間子</td> |
<td rowspan="2">ρ中間子</td> |
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<td>ρ<sup>+</sup></td> |
<td>ρ<sup>+</sup></td> |
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<td>ρ<sup>-</sup> </td> |
<td>ρ<sup>-</sup> </td> |
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<td><math>\mathrm{u\bar{d}}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{u\bar{d}}</math> </td> |
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<td rowspan=2>775.8 |
<td rowspan="2">775.8±0.5</td> |
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<td rowspan=2>0</td> |
<td rowspan="2">0</td> |
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<td rowspan=2>0</td> |
<td rowspan="2">0</td> |
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<td rowspan=2>0</td> |
<td rowspan="2">0</td> |
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<td rowspan=2>(4.38 |
<td rowspan="2">(4.38±0.05)×10<sup>-24</sup></td> |
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119行目: | 119行目: | ||
<td>自分自身</td> |
<td>自分自身</td> |
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<td><math>\mathrm{s\bar{s}}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{s\bar{s}}</math> </td> |
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<td>1019.456 |
<td>1019.456±0.020</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>(1.55 |
<td>(1.55±0.02)×10<sup>-22</sup> </td> |
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<td rowspan=3>D中間子</td> |
<td rowspan="3">D中間子</td> |
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<td>D<sup>+</sup></td> |
<td>D<sup>+</sup></td> |
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<td>D<sup>-</sup> </td> |
<td>D<sup>-</sup> </td> |
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<td><math>\mathrm{c\bar{d}}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{c\bar{d}}</math> </td> |
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<td>1869.4 |
<td>1869.4±0.5</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>+1</td> |
<td>+1</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>(1040 |
<td>(1040±7)×10<sup>-15</sup> </td> |
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140行目: | 140行目: | ||
<td><math>\mathrm{\bar{D^0}}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{\bar{D^0}}</math> </td> |
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<td><math>\mathrm{c\bar{u}}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{c\bar{u}}</math> </td> |
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<td>1864.6 |
<td>1864.6±0.5</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>+1</td> |
<td>+1</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>(410.3 |
<td>(410.3±1.5)×10<sup>-15</sup> </td> |
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150行目: | 150行目: | ||
<td><math>\mathrm{D_S^-}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{D_S^-}</math> </td> |
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<td><math>\mathrm{c\bar{s}}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{c\bar{s}}</math> </td> |
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<td>1968.3 |
<td>1968.3±0.5</td> |
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<td>+1</td> |
<td>+1</td> |
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<td>+1</td> |
<td>+1</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>(490 |
<td>(490±9)×10<sup>-15</sup> </td> |
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161行目: | 161行目: | ||
<td>自分自身</td> |
<td>自分自身</td> |
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<td><math>\mathrm{c\bar{c}}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{c\bar{c}}</math> </td> |
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<td>3096.916 |
<td>3096.916±0.011</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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168行目: | 168行目: | ||
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<td rowspan=2>B中間子</td> |
<td rowspan="2">B中間子</td> |
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<td>B<sup>+</sup></td> |
<td>B<sup>+</sup></td> |
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<td>B<sup>-</sup> </td> |
<td>B<sup>-</sup> </td> |
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<td><math>\mathrm{u\bar{b}}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{u\bar{b}}</math> </td> |
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<td>5279.0 |
<td>5279.0±0.5</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>+1</td> |
<td>+1</td> |
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<td>(1.671 |
<td>(1.671±0.018)×10<sup>-12</sup> </td> |
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182行目: | 182行目: | ||
<td><math>\mathrm{\bar{B^0}}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{\bar{B^0}}</math> </td> |
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<td><math>\mathrm{d\bar{b}}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{d\bar{b}}</math> </td> |
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<td>5279.4 |
<td>5279.4±0.5</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
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<td>+1</td> |
<td>+1</td> |
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<td>(1.536 |
<td>(1.536±0.014)×10<sup>-12</sup> </td> |
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193行目: | 193行目: | ||
<td>自分自身</td> |
<td>自分自身</td> |
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<td><math>\mathrm{b\bar{b}}</math> </td> |
<td><math>\mathrm{b\bar{b}}</math> </td> |
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<td>9460.30 |
<td>9460.30±0.26</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
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<td>0</td> |
<td>0</td> |
2010年12月31日 (金) 12:51時点における版
中間子(メゾン、メソン、旧称メソ(ゾ)トロン、湯川粒子、meson)とは、素粒子物理学の用語で、ハドロンの一種である。標準模型では、中間子は反対の色荷を持ったクォークと反クオークから構成されると説明され、バリオン数が0である。安定したものはなく、半減期はナノ秒単位である。最も軽い中間子(パイ中間子)は、およそ140MeV(約2.5×10−28 kg、電子の約270倍)の質量を持っている。
もっともエネルギーの低いメソンは擬スカラー粒子(スピン 0)である。 ここでクォークと反クォークは反対向きのスピンを持つ。 ベクター粒子(スピン 1)のメソンの場合はクォークと反クォークは同じ方向のスピンを持っている。 殆どのメソンの質量は、構成要素のクォークの質量からではなく、束縛エネルギーから生じている。 すべてのメソンは安定ではない(陽子のような長い寿命を持たない)。
中間子はもともと陽子と中性子を原子核中で束ねている力を伝達していると予想されていた。ミュー粒子が最初に発見されたとき、質量が近いことから中間子と考えられ、「ミュー中間子」と名付けられた。しかし、核子を強く引き付ける力がないことから、実はレプトンであったと判明した。後に、本当に力を伝達するパイ中間子(ミュー粒子に崩壊する)が発見された。
2003年11月14日、高エネルギー加速器研究機構の加速器「Bファクトリー」にてクォーク4個からできた新中間子「X(3872)」が発見された。この粒子はその質量などからD中間子D0との組み合わせでできていると見られている。しかしながら、これはクォーク2個と反クォーク2個からなる一つのハドロンではなく、二つのメソンからなる分子状態と考えられている。同機構は2007年11月9日にも、クォーク4個からできた新中間子「Z(4430)」を発見したと発表している。
中間子は、湯川秀樹によって理論的に予言され、これが彼のノーベル物理学賞の受賞理由となった。
中間子(一部)の一覧表
名称 | 記号 | 反粒子 | 構成 | 静止質量 (MeV) |
量子数 | 平均寿命 (秒) |
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---|---|---|---|---|---|---|---|---|
S | C | B | ||||||
π中間子 | π+ | π- | 139.57018±0.00035 | 0 | 0 | 0 | (2.6033±0.0005)×10-8 | |
π0 | 自分自身 | 134.9766±0.0006 | 0 | 0 | 0 | (8.4±0.6)×10-17 | ||
K中間子 | K+ | K- | 493.677±0.016 | +1 | 0 | 0 | (1.2384±0.0024)×10-8 | |
497.648±0.022 | からの寄与が 50%と からの寄与が50%の 混合状態 |
0 | 0 | (0.8953±0.0006)×10-10(CPTの保存を仮定した場合) (0.8958±0.0006)×10-10(CPTの保存を仮定しない場合) |
||||
497.648±0.022 | からの寄与が 50%と からの寄与が50%の 混合状態 |
0 | 0 | (5.18±0.04)×10-8 | ||||
η中間子 | η0 | 自分自身 | 547.75±0.12 | 0 | 0 | 0 | (5.10+0.29-0.26)×10-19 | |
ρ中間子 | ρ+ | ρ- | 775.8±0.5 | 0 | 0 | 0 | (4.38±0.05)×10-24 | |
ρ0 | 自分自身 | |||||||
φ中間子 | φ | 自分自身 | 1019.456±0.020 | 0 | 0 | 0 | (1.55±0.02)×10-22 | |
D中間子 | D+ | D- | 1869.4±0.5 | 0 | +1 | 0 | (1040±7)×10-15 | |
D0 | 1864.6±0.5 | 0 | +1 | 0 | (410.3±1.5)×10-15 | |||
1968.3±0.5 | +1 | +1 | 0 | (490±9)×10-15 | ||||
J/ψ中間子 | J/Ψ | 自分自身 | 3096.916±0.011 | 0 | 0 | 0 | (7.23+0.26-0.25)×10-21 | |
B中間子 | B+ | B- | 5279.0±0.5 | 0 | 0 | +1 | (1.671±0.018)×10-12 | |
B0 | 5279.4±0.5 | 0 | 0 | +1 | (1.536±0.014)×10-12 | |||
Υ中間子 | Υ | 自分自身 | 9460.30±0.26 | 0 | 0 | 0 | (1.24+0.04-0.03)×10-20 |
- 表中の各記号の意
- ハドロンを構成するクォークについて
- u: アップクォーク
- d: ダウンクォーク
- s: ストレンジクォーク
- c: チャームクォーク
- b: ボトムクォーク
- t: トップクォーク
- アッパーバーは反粒子を表す。
- K中間子の行にあるは、CPの破れを表すパラメター。
- ハドロンを構成するクォークについて
参考文献
- Review of Particle Physics, S.Eidelman, et al., Phys. Lett. B 592, 1 (2004).
- 素粒子物理学の基礎II, 長島順清, 朝倉書店