Meson, orice membru al unei familii de particule subatomice compuse dintr-un quark și un antiquark. Mezonii sunt sensibili la forța puternică, interacțiunea fundamentală care leagă componentele nucleului prin faptul că guvernează comportamentul quarcilor care îi compun. Prevăzută teoretic în 1935 de către fizicianul japonez Yukawa Hideki, existența mezonilor a fost confirmată în 1947 de către o echipă condusă de fizicianul englez Cecil Frank Powell, odată cu descoperirea pi-mesonului (pion) în interacțiunile cu particule de raze cosmice. Peste 200 de mezoni au fost produși și caracterizați între timp, majoritatea în cadrul unor experimente cu acceleratoare de particule de înaltă energie. Toți mezonii sunt instabili, cu durate de viață cuprinse între 10-8 secunde și mai puțin de 10-22 secunde. De asemenea, masa lor variază foarte mult, de la 140 megaelectronvolți (MeV; 106 eV) la aproape 10 gigaelectronvolți (GeV; 109 eV). Mezonii servesc ca un instrument util pentru studierea proprietăților și interacțiunilor quarcilor.
În ciuda instabilității lor, mulți mezoni durează suficient de mult (câteva miliardimi de secundă) pentru a putea fi observați cu ajutorul detectoarelor de particule, ceea ce le permite cercetătorilor să reconstituie mișcările quarcilor. Orice model care încearcă să explice quarcii trebuie să elucideze corect comportamentul mezonilor. Unul dintre primele succese ale Căii optime – un precursor al modelelor moderne de quark concepute de fizicienii Murray Gell-Mann și Yuval Neʾeman – a fost prezicerea și descoperirea ulterioară a eta-mesonului (1962). Câțiva ani mai târziu, rata de dezintegrare a pi-mesonului în doi fotoni a fost folosită pentru a susține ipoteza conform căreia quarcii pot lua una dintre cele trei „culori”. Studiile privind modurile concurente de dezintegrare a mezonilor K, care se produc prin intermediul forței slabe, au dus la o mai bună înțelegere a parității (proprietatea unei particule elementare sau a unui sistem fizic care indică dacă imaginea sa în oglindă apare sau nu în natură) și a neconservării acesteia în interacțiunea slabă. Încălcarea CP (încălcarea legilor de conservare combinate asociate cu sarcina și paritatea ) a fost descoperită mai întâi în sistemul K-meson și este în curs de investigare în cazul mezonilor B (care conțin quarci bottom).
Mesonii oferă, de asemenea, un mijloc de identificare a noilor quarci. Particula J/psi, descoperită în mod independent de echipe conduse de fizicienii americani Samuel C.C. Ting și Burton Richter în 1974, s-a dovedit a fi un mezon format dintr-un quarc charm și din anticarul său. (Până în acel moment, fuseseră postulate trei tipuri de quark – up, down și strange). Aceasta a fost prima manifestare a farmecului, un nou număr cuantic a cărui existență implică faptul că quarcii sunt legați în perechi. Descoperirea ulterioară a unui alt mezon greu, numit upsilon, a dezvăluit existența quarcului bottom și a anticarului care îl însoțește și a dat naștere la speculații privind existența unei particule însoțitoare, quarcul top. Acest al șaselea tip de quark, sau „aromă”, a fost descoperit în 1995. Dovada concludentă a existenței sale a culminat cu căutarea uneia dintre ultimele piese lipsă din modelul standard al fizicii particulelor, care descrie particulele fundamentale și interacțiunile acestora.
.