Mezon, jakýkoli člen rodiny subatomárních částic složených z kvarku a antikvarku. Mezony jsou citlivé na silnou sílu, základní interakci, která váže složky jádra tím, že řídí chování jejich složek – kvarků. Existenci mezonů teoreticky předpověděl v roce 1935 japonský fyzik Yukawa Hideki a v roce 1947 ji potvrdil tým vedený anglickým fyzikem Cecilem Frankem Powellem objevem mezonu pí (pionu) v interakci částic kosmického záření. V následujících letech bylo vytvořeno a charakterizováno více než 200 mezonů, většina z nich v experimentech na vysokoenergetických urychlovačích částic. Všechny mezony jsou nestabilní a jejich doba života se pohybuje od 10-8 sekund do méně než 10-22 sekund. Jejich hmotnost se také značně liší, od 140 megaelektronvoltů (MeV; 106 eV) po téměř 10 gigaelektronvoltů (GeV; 109 eV). Mezony slouží jako užitečný nástroj pro studium vlastností a interakcí kvarků.

Přečtěte si více o tomto tématu
subatomové částice: Baryony a mezony
Hadrony, ať už stabilní nebo rezonanční, se dělí na dvě třídy: baryony a mezony. Původně se názvy vztahovaly k relativním hmotnostem…

Přes svou nestabilitu vydrží mnoho mezonů dostatečně dlouho (několik miliardtin sekundy), aby mohly být pozorovány pomocí detektorů částic, což vědcům umožňuje rekonstruovat pohyby kvarků. Každý model, který se snaží vysvětlit kvarky, musí správně objasnit chování mezonů. Jedním z prvních úspěchů osmidílné cesty – předchůdce moderních kvarkových modelů navržených fyziky Murrayem Gell-Mannem a Yuvalem Neʾemanem – byla předpověď a následný objev eta-mezonu (1962). O několik let později byla rychlost rozpadu pi-mezonu na dva fotony využita k podpoře hypotézy, že kvarky mohou nabývat jedné ze tří „barev“. Studium konkurenčních způsobů rozpadu k-mezonů, k nimž dochází prostřednictvím slabé síly, vedlo k lepšímu pochopení parity (vlastnosti elementární částice nebo fyzikálního systému, která udává, zda se v přírodě vyskytuje její zrcadlový obraz) a jejího nezachování ve slabé interakci. Porušení CP (porušení kombinovaných zákonů zachování spojených s nábojem a paritou ) bylo nejprve objeveno v systému mezonů K a nyní se zkoumá u mezonů B (které obsahují dolní kvarky).

Mezony také poskytují prostředek k identifikaci nových kvarků. Částice J/psi, kterou nezávisle na sobě objevily týmy vedené americkými fyziky Samuelem C. C. Tingem a Burtonem Richterem v roce 1974, se ukázala být mezonem složeným z charm kvarku a jeho antikvarku. (Do té doby byly postulovány tři typy kvarků – up, down a strange). Byl to první projev charmu, nového kvantového čísla, z jehož existence vyplývá, že kvarky spolu souvisejí v párech. Následný objev dalšího těžkého mezonu, nazývaného upsilon, odhalil existenci spodního kvarku a jeho doprovodného antikvarku a dal podnět ke spekulacím o existenci doprovodné částice, top kvarku. Tento šestý typ kvarku neboli „flavour“ byl objeven v roce 1995. Přesvědčivý důkaz jeho existence završil hledání jedné z posledních chybějících částí standardního modelu částicové fyziky, který popisuje základní částice a jejich interakce.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.