Meson, lid van een familie van subatomaire deeltjes bestaande uit een quark en een antiquark. Mesonen zijn gevoelig voor de sterke kracht, de fundamentele wisselwerking die de onderdelen van de atoomkern bindt door het gedrag van hun samenstellende quarks te regelen. Het bestaan van mesonen werd in 1947 bevestigd door een team onder leiding van de Engelse natuurkundige Cecil Frank Powell met de ontdekking van het pi-meson (pion) in interacties tussen kosmische stralingdeeltjes. In de tussenliggende jaren zijn meer dan 200 mesonen geproduceerd en gekarakteriseerd, de meeste in hoogenergetische deeltjesversneller-experimenten. Alle mesonen zijn onstabiel, met een levensduur die varieert van 10-8 seconde tot minder dan 10-22 seconde. Zij variëren ook sterk in massa, van 140 mega-elektronvolt (MeV; 106 eV) tot bijna 10 giga-elektronvolt (GeV; 109 eV). Mesonen dienen als een nuttig hulpmiddel bij het bestuderen van de eigenschappen en interacties van quarks.
Ondanks hun instabiliteit duren vele mesonen lang genoeg (enkele miljardsten van een seconde) om met deeltjesdetectoren te worden waargenomen, waardoor het voor onderzoekers mogelijk wordt de bewegingen van quarks te reconstrueren. Elk model dat quarks probeert te verklaren, moet het gedrag van mesonen correct verklaren. Een van de eerste successen van de Achtvoudige Weg – een voorloper van de moderne quarkmodellen bedacht door de natuurkundigen Murray Gell-Mann en Yuval Neʾeman – was de voorspelling en latere ontdekking van het eta-meson (1962). Enkele jaren later werd de vervalsnelheid van het pi-meson in twee fotonen gebruikt ter ondersteuning van de hypothese dat quarks een van de drie “kleuren” kunnen aannemen. Studies van de concurrerende vervalwijzen van K-mesonen, die optreden via de zwakke kracht, hebben geleid tot een beter begrip van pariteit (de eigenschap van een elementair deeltje of fysisch systeem die aangeeft of het spiegelbeeld ervan in de natuur voorkomt) en het niet-behoud ervan in de zwakke wisselwerking. CP-schending (de schending van de gecombineerde behoudswetten geassocieerd met lading en pariteit) werd het eerst ontdekt in het K-meson systeem en wordt onderzocht in B-mesonen (die bottom quarks bevatten).
Mesonen bieden ook een middel om nieuwe quarks te identificeren. Het J/psi-deeltje, dat in 1974 onafhankelijk werd ontdekt door teams onder leiding van de Amerikaanse natuurkundigen Samuel C.C. Ting en Burton Richter, bleek een meson te zijn dat bestond uit een charm-quark en zijn antiquark. (Tot dan toe waren er drie quarktypes gepostuleerd: een – up, down en strange). Het was de eerste manifestatie van charme, een nieuw kwantumgetal waarvan het bestaan impliceert dat quarks in paren verwant zijn. De latere ontdekking van een ander zwaar meson, upsilon genaamd, onthulde het bestaan van het bottom quark en het bijbehorende antiquark en gaf aanleiding tot speculaties over het bestaan van een begeleidend deeltje, het top quark. Dit zesde quark-type, of “smaak”, werd in 1995 ontdekt. Het overtuigende bewijs van zijn bestaan was het hoogtepunt van de zoektocht naar een van de laatste ontbrekende stukjes in het Standaard Model van de deeltjesfysica, dat de fundamentele deeltjes en hun interacties beschrijft.