中間子のリスト

カオン (K+
)を3つのパイ中間子 (  2π+
、 
)は、弱い相互作用強い相互作用の両方を伴うプロセスである

弱い相互作用K中間子のストレンジ反クォーク (s )は、 Wの放出によってアップ反クォーク (u )に変化する。+
ボソン
; W+
ボソンはその後、ダウン反クォーク (d)とアップクォーク (u)に崩壊する。

強い相互作用:アップクォーク(u)はグルーオン (g)を放出し、グルーオンはダウンクォーク(d)とダウン反クォーク(d)に崩壊する。
このリストは、既知および予測されているすべてのスカラー擬スカラーベクトル 中間子です。素粒子物理学で発見された粒子のより詳細なリストについては、粒子リストを参照してください。

この記事には、1つのクォークと1つの反クォークからなる不安定な素粒子である中間子の一覧が含まれています。中間子はハドロン粒子ファミリー(クォークからなる粒子)に属します。ハドロンファミリーの他のメンバーは、3つのクォークからなる素粒子である重粒子です中間子と重粒子の主な違いは、中間子は整数スピン(したがってボソン)を持つのに対し、重粒子はフェルミオン(半整数スピン)であることです。中間子はボソンであるためパウリの排他原理は適用されません。そのため、中間子は短距離で力を媒介する粒子として作用し、原子核相互作用などのプロセスに関与します。

中間子はクォークで構成されているため、弱い相互作用強い相互作用の両方に関与します。正味の電荷を持つ中間子は電磁相互作用にも関与します。中間子は、クォークの含有量、全角運動量パリティ、そしてCパリティGパリティなどの様々な特性によって分類されます。中間子は安定ではありませんが、質量の小さい中間子は最も質量の大きい中間子よりも安定しており、粒子加速器宇宙線実験で観測・研究しやすいです。また、中間子は一般に重粒子よりも質量が小さいため、実験で生成しやすく、重粒子よりも早く高エネルギー現象を示します。例えば、チャームクォークは1974年にJ/プサイ中間子J/ψ )で初めて発見され、 [1] [2]、ボトムクォークは1977年にウプシロン中間子ϒ)で初めて発見されました。[3]トップクォーク(現在までに発見された最後の最も重いクォーク)は1995年にフェルミ国立加速器研究所で初めて観測されました。

各中間子には対応する反粒子(反中間子)があり、反中間子ではクォークが対応する反クォークに、またその逆の置換が行われます。例えば、正のパイ中間子π+
)は、アップクォーク1個とダウン反クォーク1個から構成され、それに対応する反粒子は負のパイオン(π
テトラクォーク(テトラクォーク)は、アップ反クォーク1個とダウン反クォーク1個で構成されています。クォーク2個と反クォーク2個からなるテトラクォークは中間子とみなすことができますが、ここでは記載していません。

これらのリストに出てくる記号は、P (パリティ)、C ( C パリティ)、G ( G パリティ)、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) 、I (アイソスピン)、J (全角運動量)、Q (電荷)、B (重粒子数)、S (ストレンジネス) 、C (チャーム)、B ′ (ボトムネス)、およびさまざまな亜原子粒子 (マウスをホバーすると名前が表示されます) です。

要約表

この表は当初は公表された結果から導き出されたものであり、その多くは暫定的なものであったため、次の表にある中間子のうち最大 64 個は存在しないか、質量または量子数が間違っている可能性があります。

フレーバーレス中間子の命名法
q qコンテンツJ P C  [i]
0 −+、 2 −+、 4 −+、 ...1 +−、 3 +−、 5 +−、 ...1 −−、 2 −−、 3 −−、 ...0 ++、1 ++、2 ++、...
あなたあなた

1π+

π0

π
b +
b 0
b
ρ+

ρ0

ρ
a +
a 0
a

u udd ds sの混合
0η
η′
h
h
ω
ϕ
f
f
c c0η
c
h cψ [ii]χ c
b b0η
b
h bϒχ b
t t0η
t
h tθχ t
  1. ^ Cパリティは中性中間子にのみ関連します。
  2. ^ 特別な場合J PC = 1 −−の場合、ψはJ/ψと呼ばれる。
フレーバー中間子の命名法
クォーク反クォーク
魅力奇妙なトップ
[私]D0
K+
T0
B+
[私]D
K0
T
B0
魅力D0
D+
D+
s
T0
B+
c
奇妙なK
K0
D
T
B0
トップT0
T+
T0
T+
s
T+
b
B
B0
B
c
B0
T
b
  1. ^ ab 命名法上、アイソスピン射影I 3はフレーバー量子数ではないものとして扱われる。これは、荷電パイ中間子型中間子( π ±a ±b ±ρ ±中間子)が、真に「フレーバーレス」ではないとしても、フレーバーレス中間子の規則に従うことを意味する。
中間子概要表[4]
軽い無味
S = C = B = 0)
奇妙
S = ±1、C = B = 0)
チャームド、ストレンジ
C = S = ±1)
c c
I G ( J PC )I G ( J PC )JPJPI G ( J PC )
π±
1 (0 )Φ(1680)0 (1 −− )K±
1/2 (0 )D±
0(0 )η
c
(1S)
0 + (0 −+ )
π0
1 (0 −+ )ρ
3
(1690年)
1 + (3 −− )K0
1/2 (0 )D
0(1 )J/ψ(1S)0 (1 −− )
η0 + (0 −+ )ρ(1700)1 + (1 −− )K0
1/2 (0 )D*
s0
(2317)±
0(0 + )χ
c0
(1P)
0 + (0 ++ )
f
0
(500)
0 + (0 ++ )1つの
2
(1700)
1 (2 ++K0
リットル
1/2 (0 )D
s1
(2460)±
0(1 + )χ
c1
(1P)
0 + (1 ++ )
ρ(770)1 + (1 −− )f 0 (1710)0 + (0 ++ )K*
0
(800)
1/2 (0 + )D
s1
(2536)±
0(1 + )h
c
(1P)
0 (1 +− )
ω(782)0 (1 −− )η(1760)0 + (0 −+ )K*
(892)
1/2 (1 )D*
s2
(2573)
0(2 + )χ
c2
(1P)
0 + (2 ++ )
η′ (958)0 + (0 −+ )π(1800)1 (0 −+ )K
1
(1270)
1/2 (1 + )D*
s1
(2700)±
0(1 )η
c
(2S)
0 + (0 −+ )
f
0
(980)
0 + (0 ++ )f
2
(1810年)
0 + (2 ++ )K
1
(1400)
1/2 (1 + )D*
s3
(2860)±
0(3 )ψ(2S)0 (1 −− )
1つの
0
(980)
1 (0 ++ )X(1835)0 + (0 −+ )K*
(1410)
1/2 (1 )D
sJ
(3040)±
0(? ? )ψ(3770)0 (1 −− )
φ(1020)0 (1 −− )φ
3
(1850年)
0 (3 −− )K*
0
(1430)
1/2 (0 + )
B = ±1)
ψ
2
(3823)
0 (2 −− )
h
1
(1170)
0 (1 +− )η
1
(1855年)
0 + (2 −+ )K*
2
(1430)
1/2 (2 + )χ
c1
(3872)
0 + (1 ++ )
b
1
(1235)
1 + (1 +− )η
2
(1870年)
0 + (2 −+ )K(1460)1/2 (0 )B±
1/2 (0 )X(3900) ±?(1 + )
1つの
1
(1260)
1 (1 ++π
2
(1880年)
1 (2 −+ )K
2
(1580年)
1/2 (2 )B0
1/2 (0 )X(3900) 0?(? ? )
f
2
(1270)
0 + (2 ++ )ρ(1900)1 + (1 −− )K(1630)1/2??B±
/ B0
混合物
χ
c0
(2P)
0 + (0 ++ )
f
1
(1285)
0 + (1 ++ )f
2
(1910年)
0 + (2 ++ )K
1
(1650年)
1/2 (1 + )B±
/ B0
/ B0
/b-バリオン
混合物
χ
c2
(2P)
0 + (2 ++ )
η(1295)0 + (0 −+ )f
2
(1950年)
0 + (2 ++ )K*
(1680年)
1/2 (1 )X(3940)? ?(? ??
π(1300)1 (0 −+ )ρ
3
(1990年)
1 + (3 −− )K
2
(1770年)
1/2 (2 )V cbおよびV ub CKM マトリックス
混合物
X(4020) ±?(? ? )
1つの
2
(1320)
1 (2 ++f
2
(2010年)
0 + (2 ++ )K*
3
(1780年)
1/2 (3 )ψ(4040)0 (1 −− )
f
0
(1370)
0 + (0 ++ )f
0
(2020年)
0 + (0 ++ )K
2
(1820年)
1/2 (2 )B*
1/2 (1 )X(4050) ±?(? ? )
h
1
(1415)
0 (1 +− )1つの
4
(1970年)
1 (4 ++K(1830)1/2 (0 )B*
J
(5732)
?(? ? )X(4140)0 + (? ?+ )
π
1
(1400)
1 (1 −+ )f
4
(2050年)
0 + (4 ++ )K*
0
(1950年)
1/2 (0 + )B
1
(5721)0
1/2 (1 + )ψ(4160)0 (1 −− )
η(1405)0 + (0 −+ )π
2
(2100)
1 (2 −+ )K*
2
(1980年)
1/2 (2 + )B*
1
(5721)0
1/2 (2 + )X(4160)? ?(? ??
f
1
(1420)
0 + (1 ++ )f
0
(2100)
0 + (0 ++ )K*
0
(2045年)
1/2 (4 + )下、奇妙
B = ±1、S = ∓1)
X(4250) ±?(? ? )
ω(1420)0 (1 −− )f
2
(2150)
0 + (2 ++ )K
2
(2250)
1/2 (2 )X(4260)? ? (1 −− )
f
2
(1430)
0 + (2 ++ )ρ(2150)1 + (1 −− )K
3
(2320)
1/2 (3 + )B0
0(0 )X(4350)0 + (? ?+ )
1つの
0
(1450)
1 (0 ++ )φ(2170)0 (1 −− )K*
5
(2380)
1/2 (5 )B*
0(1 )ψ(4360)0 (1 −− )
ρ(1450)1 + (1 −− )f
0
(2200)
0 + (0 ++ )K
4
(2500)
1/2 (4 )B
s1
(5830)0
0(1 + )ψ(4415)0 (1 −− )
η(1475)0 + (0 −+ )f J (2220)0 + (2 ++
または 4 ++ )
K(3100)? ?(? ??B*
s2
(5840)0
0(2 + )X(4430) ±?(1 + )
f
0
(1500)
0 + (0 ++ )チャームド
C = ±1)
B*
sJ
(5850)
?(? ? )ψ(4660)0 (1 −− )
f
1
(1510)
0 + (1 ++ )η(2225)0 + (0 −+ )下、チャーム
B = C = ±1)
b b
f′
2
(1525)
0 + (2 ++ )ρ
3
(2250)
1 + (3 −− )D±
1/2 (0 )η
b
(1S)
0 + (0 −+ )
f
2
(1565年)
0 + (2 ++ )f 2 (2300)0 + (2 ++ )D0
1/2 (0 )B+
c
0(0 )Υ(1S)0 (1 −− )
ρ(1570)1 + (1 −− )f
4
(2300)
0 + (4 ++ )D*
(2007年)0
1/2 (1 )B
c
(2S)±
0(0 )χ
b0
(1P)
0 + (0 ++ )
h
1
(1595年)
0 (1 +− )f
0
(2330)
0 + (0 ++ )D*
(2010)±
1/2 (1 )χ
b1
(1P)
0 + (1 ++ )
π
1
(1600)
1 (1 −+ )f
2
(2340)
0 + (2 ++ )D*
0
(2400)0
1/2 (0 + )χ
b0
(2P)
0 + (0 ++ )
1つの
1
(1640年)
1 (1 ++ρ
5
(2350)
1 + (5 −− )D*
0
(2400)±
1/2 (0 + )h
b
(1P)
0 (1 +− )
f
2
(1640年)
0 + (2 ++ )1つの
6
(2450)
1 (6 ++D
1
(2420)0
1/2 (1 + )χ
b2
(1P)
0 + (2 ++ )
η
2
(1645年)
0 + (2 −+ )f
6
(2510)
0 + (6 ++ )D
1
(2420)±
1/2??η
b
(2S)
0 + (0 −+ )
ω(1650)0 (1 −− )その他の光D
1
(2430)0
1/2 (1 + )Υ(2S)0 (1 −− )
ω
3
(1670年)
0 (3 −− )その他の州D*
2
(2460)0
1/2 (2 + )Υ(1D)0 (2 −− )
π
2
(1670年)
1 (2 −+ )さらにD*
2
(2460)±
1/2 (2 + )χ
b0
(2P)
0 + (0 ++ )
D(2550) 01/2 (0 )χ
b1
(2P)
0 + (1 ++ )
D(2600)1/2??h
b
(2P)
0 (1 +− )
D*
(2640)±
1/2??χ
b2
(2P)
0 + (2 ++ )
D(2750)1/2??Υ(3S)0 (1 −− )
χ
b
(3P)
? ? (? ?+ )
Υ(4S)0 (1 −− )
X(10610) ±1 + (1 + )
X(10610) 01 + (1 + )
X(10650) ±? + (1 + )
Υ(10860)0 (1 −− )
Υ(11020)0 (1 −− )

「f」で始まる中間子はスカラー中間子(擬スカラー中間子とは対照的)であり、「a」で始まる中間子は軸ベクトル中間子(通常のベクトル中間子とは対照的)またはアイソスカラーベクトル中間子である。一方、「b」と「h」はそれぞれ正パリティ、負のCパリティ、量子数IGが1 +と0 である軸ベクトル中間子を指す[5]

「f」、「a」、「b」、「h」中間子は下の表には記載されておらず、その内部構造とクォーク含有量は現在も調査中です。[6] [7]上の表でf 0 (500) とされている粒子は、歴史的にはf 0 (600) とσ (シグマ) という2つの別名で知られていました。 [8]

中間子の命名規則の完全なセットは、2017年の粒子データグループのレビュー記事に記載されており、2016年以前の一般的な名前とXYZ中間子の新しい粒子データグループの標準命名規則をマッピングした表も含まれています。[9]

中間子の性質

以下に、既知および予測されるすべての擬スカラー(J P = 0 )およびベクトル(J P = 1 )中間子の詳細を示します。

粒子の特性とクォーク含有量は以下に表形式で示されています。対応する反粒子については、クォークを反クォークに(またはその逆)置き換え、QBSCB ′ の符号を反転してください。粒子名の横に†が付いている粒子は、標準模型によって予測されていますが、まだ観測されていません。赤色で示されている値は、実験によって確証されていませんが、クォーク模型によって予測されており、測定値と一致しています。

擬スカラー中間子

擬スカラー中間子
粒子
粒子
記号
反粒子
記号
クォーク
含有量
静止質量[ MeV / c 2 ]IGJPCSCB平均寿命[]
一般的には(崩壊の5%以上)まで崩壊する
パイオン[10]π+
π
u d139.570 18 ± 0.000 351 0 000(2.6033 ± 0.0005) × 10 −8μ+
+ ν
μ
パイオン[11]π0
自己[あ]134.9766 ± 0.00061 0 −+000(8.52 ± 0.18) × 10 −17γ + γ
エータ中間子[12]η自己[あ]547.862 ± 0.0180 +0 −+000(5.02 ± 0.19) × 10 −19 [b]γ + γまたは
π0
+ π0
+ π0
または

π+
+ π0
+ π
エータプライム中間子[13]η′ (958)自己[あ]957.78 ± 0.060 +0 −+000(3.32 ± 0.15) × 10 −21 [b]π+
+ π
+ ηまたは

( ρ0
+ γ ) / ( π+
+ π
+ γ ) または

π0
+ π0
+ η
チャームド・イータ中間子[14]η
c
(1S)
自己c c2 983 .6 ± 0.70 +0 −+000(2.04 ± 0.05) × 10 −23 [b]ηc崩壊モードを参照
ボトムエータ中間子[15]η
b
(1S)
自己b b9 398 .0 ± 3.20 +0 +000(6.58 ± 0.15) × 10 −23 [b]ηb崩壊モードを参照
カオン[16]K+
K
たち493.677 ± 0.0161/20 100(1.2380 ± 0.0021) × 10 −8μ+
+ ν
μ
または

π+
+ π0
または

π0
+ e+
+ ν
e
または

π+
+ π+
+ π
カオン[17]K0
K0
d s497.614 ± 0.0241/20 100[c][c]
Kショート[18]K0
自己[e]497.614 ± 0.024 [日]1/20 (*)00(8.954 ± 0.004) × 10 −11π+
+ π
または

π0
+ π0

K-Long [19]K0
リットル
自己[e]497.614 ± 0.024 [日]1/20 (*)00(5.116 ± 0.021) × 10 −8π±
+ e
+ ν
e
または

π±
+ μ
+ ν
μ
または

π0
+ π0
+ π0
または

π+
+ π0
+ π
D中間子[20]D+
D
CD1 869 .61 ± 0.101/20 0+10(1.040 ± 0.007) × 10 −12D+の崩壊モードを参照
D中間子[21]D0
D0
あなた1 864 .84 ± 0.071/20 0+10(4.101 ± 0.015) × 10 −13D0減衰モードを参照
奇妙なD中間子[22]D+
s
D
c s1 968 .30 ± 0.1100 +1+10(5.00 ± 0.07)× 10 −13D+sの崩壊モードを参照
B中間子[23]B+
B
u b5 279 .26 ± 0.171/20 00+1(1.638 ± 0.004) × 10 −12B+崩壊モードを参照
B中間子[24]B0
B0
d b5 279 .58 ± 0.171/20 00+1(1.519 ± 0.009) × 10 −12B0崩壊モードを参照
奇妙なB中間子[25]B0
B0
s b5 366 .77 ± 0.2400 −10+1(1.512 ± 0.007) × 10 −12B0sの崩壊モードを参照
チャームドB中間子[26]B+
c
B
c
c b6 275 .6 ± 1.100 0+1+1(4.52 ± 0.33) × 10 −13B+c崩壊モードを参照

[a] ^ クォーク質量がゼロではないため、メイクアップは不正確です。
[b] ^ PDGは共鳴幅(Γ)を報告します。ここで、変換τ  =  ħ/Γが代わりに与えられる。
[c] ^強い固有状態。明確な寿命はない(以下のK中間子の注記を参照)[d] ^ K の質量
0
リットル
K0
Kのものとして与えられている0
しかし、 Kの質量の差は、0
リットル
K0
程度2.2 × 10 −11  MeV/ c 2が存在する。[19]
[e] ^弱い固有状態。CP対称性を破る小さな項が欠けている(下記の中性K中間子に関する注記を参照)。

ベクトル中間子

ベクトル中間子
粒子
粒子
記号
反粒子
記号
クォーク
含有量
静止質量[ MeV / c 2 ]IGJPCSCB平均寿命[]
一般的には(崩壊の5%以上)まで崩壊する
荷電ロー中間子[27]ρ+
(770)
ρ
(770)
u d775.11 ± 0.341 +1 000(4.41 ± 0.02) × 10 −24 [f] [g]π+
+ π0
中性ロー中間子[27]ρ0
(770)
自己775.26 ± 0.251 +1 −−000(4.45 ± 0.03) × 10 −24 [f] [g]π+
+ π
オメガ中間子[28]ω (782)自己782.65 ± 0.120 1 −−000(7.75 ± 0.07) × 10 −23 [f]π+
+ π0
+ π
または

π0
+ γ
ファイ中間子[29]ϕ (1020)自己s s1 019 .461 ± 0.0190 1 −−000(1.54 ± 0.01) × 10 −22 [f]K+
+ K
または

K0
+ K0
リットル
または

( ρ + π ) / ( π+
+ π0
+ π
J/Psi [30]J/ψ自己c c3 096 .916 ± 0.0110 1 −−000(7.09 ± 0.21) × 10 −21 [f]J/ψ(1S)崩壊モードを参照
ユプシロン中間子[31]ϒ (1S)自己b b9 460 .30 ± 0.260 1 −−000(1.22 ± 0.03) × 10 −20 [f]ϒ(1S)崩壊モードを参照
カオン[32]K∗+
K∗−
たち891.66 ± 0.261/21 100(3.26 ± 0.06) × 10 −23 [f] [g]K+
+ π0
または

K0
+ π+
カオン[32]K∗0
K∗0
d s895.81 ± 0.191/21 100(1.39 ± 0.02) × 10 −23 [f]K+
+ π
または

K0
+ π0
D中間子[33]D∗+
(2010年)
D∗−
(2010年)
CD2 010 .26 ± 0.071/21 0+10(7.89 ± 0.17) × 10 −21 [f]D0
+ π+
または

D+
+ π0
D中間子[34]D∗0
(2007年)
D∗0
(2007年)
あなた2 006 .96 ± 0.101/21 0+10>3.1 × 10 −22 [f]D0
+ π0
または

D0
+ γ
ストレンジD中間子[35]D∗+
s
D∗−
s
c s2 112 .1 ± 0.401 +1+10>3.4 × 10 −22 [f]D+
s
+ γまたは

D+
s
+ π0
B中間子[36]B∗+
B∗−
u b5 325 .2 ± 0.41/21 00+1未知B+
+ γ
B中間子[36]B∗0
B∗0
d b5 325 .2 ± 0.41/21 00+1未知B0
+ γ
奇妙なB中間子[37]B∗0
B∗0
s b5 415 .4+2.4
−2.1
01 −10+1未知B0
+ γ
チャームB中間子B∗+
c
B∗−
c
c b未知01 0+1+1未知未知

[f] ^ PDGは共鳴幅(Γ)を報告する。ここで、変換τ  =  ħ/Γが代わりに与えられます。
[g] ^ 正確な値は使用する方法によって異なります。詳細は参考文献を参照してください。

中性K中間子に関する注釈

中性 K中間子には2つの複雑な問題がある: [38]

これらの問題は原理的には他の中性フレーバー中間子にも存在することに注意する。しかし、弱固有状態は寿命が劇的に異なるため、K中間子に対してのみ別個の粒子として扱われる。[38]

参照

参考文献

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  2. ^ JE Augustin(1974)
  3. ^ SWハーブ(1977)
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  11. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – π0
  12. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – η
  13. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – η′
  14. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – ηc
  15. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – ηb
  16. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – K±
  17. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – K0
  18. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – K0S
  19. ^ ab KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – K0L
  20. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – D±
  21. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – D0
  22. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – D±s
  23. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – B±
  24. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – B0
  25. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – B0s
  26. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – B±c
  27. ^ ab KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – ρ
  28. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – ω(782)
  29. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – ϕ
  30. ^ KA オリーブ。 (2014): 粒子リスト – J/Ψ
  31. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – ϒ(1S)
  32. ^ ab KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – K∗(892)
  33. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – D∗±(2010)
  34. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – D∗0(2007)
  35. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – D∗±s
  36. ^ ab KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – B∗
  37. ^ KA Olive et al . (2014): 粒子リスト – B∗s
  38. ^ JW Cronin (1980)より

参考文献

  • 粒子データグループ素粒子物理学レビュー;pdgLive – 中間子概要表
  • 中間子を思考可能にする、物理的特性を比較できるインタラクティブな視覚化
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