Meson, et medlem af en familie af subatomare partikler, der består af en kvark og en antikvark. Mesoner er følsomme over for den stærke kraft, den fundamentale vekselvirkning, der binder atomkernens bestanddele sammen ved at styre opførslen af de kvarker, der udgør dem. Mesonerne blev forudsagt teoretisk i 1935 af den japanske fysiker Yukawa Hideki, men deres eksistens blev bekræftet i 1947 af et hold under ledelse af den engelske fysiker Cecil Frank Powell med opdagelsen af pi-mesonen (pion) i vekselvirkninger mellem kosmiske partikler i 1947. Mere end 200 mesoner er blevet fremstillet og karakteriseret i de mellemliggende år, de fleste i eksperimenter med højenergipartikelacceleratorer. Alle mesoner er ustabile med levetider på mellem 10-8 sekunder og mindre end 10-22 sekunder. De varierer også meget i masse, fra 140 megaelektronvolts (MeV; 106 eV) til næsten 10 gigaelektronvolts (GeV; 109 eV). Mesoner tjener som et nyttigt redskab til undersøgelse af kvarkernes egenskaber og vekselvirkninger.

Læs mere om dette emne
subatomare partikel: Baryoner og mesoner
Hadronerne, hvad enten de er stabile eller resonante, falder i to klasser: baryoner og mesoner. Oprindeligt henviste navnene til de relative masser…

Trods deres ustabilitet varer mange mesoner længe nok (et par milliardedele af et sekund) til at blive observeret med partikeldetektorer, hvilket gør det muligt for forskerne at rekonstruere kvarkernes bevægelser. Enhver model, der forsøger at forklare kvarker, skal belyse mesonernes adfærd korrekt. En af de tidlige succeser for den ottefoldige vej – en forløber for de moderne kvarkmodeller, der blev udtænkt af fysikerne Murray Gell-Mann og Yuval Neʾeman – var forudsigelsen og den efterfølgende opdagelse af eta-mesonet (1962). Nogle år senere blev pi-mesonens henfaldshastighed til to fotoner brugt til at understøtte hypotesen om, at kvarker kan antage en af tre “farver”. Undersøgelser af de konkurrerende henfaldsformer for K-mesoner, der opstår via den svage kraft, har ført til en bedre forståelse af paritet (den egenskab ved en elementarpartikel eller et fysisk system, der angiver, om dens spejlbillede forekommer i naturen) og dens ikke-bevarelse i den svage vekselvirkning. CP-overtrædelse (overtrædelse af de kombinerede bevarelseslove, der er forbundet med ladning og paritet ) blev først opdaget i K-mesonsystemet og er ved at blive undersøgt i B-mesoner (som indeholder bundkvarker).

Mesoner giver også et middel til at identificere nye kvarker. J/psi-partiklen, der blev opdaget uafhængigt af hinanden af hold under ledelse af de amerikanske fysikere Samuel C.C. Ting og Burton Richter i 1974, viste sig at være en meson, der består af en charm-kvark og dens antikvark. (Indtil da havde man postuleret tre kvarktyper – op, ned og strange). Det var den første manifestation af charme, et nyt kvantetal, hvis eksistens indebærer, at kvarker er beslægtede i par. Den efterfølgende opdagelse af en anden tung meson, kaldet upsilon, afslørede eksistensen af den nederste kvark og dens ledsagende antikvark og gav anledning til spekulationer om eksistensen af en ledsagerpartikel, topkvarken. Denne sjette kvarktype, eller “flavour”, blev opdaget i 1995. Det endelige bevis for dens eksistens kulminerede søgningen efter en af de sidste manglende brikker i partikelfysikkens standardmodel, som beskriver de fundamentale partikler og deres vekselvirkninger.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.