Мезоны

Мезо́н (от др.-греч. μέσος — средний) — это сильно взаимодействующий бозон. В стандартной модели, мезоны — это составные (не-элементарные) частицы, состоящие из четного числа кварков и антикварков. До открытия тетракварков считалось, что все известные мезоны состоят из пары кварк-антикварк — т. н. валентных кварков — и из «моря» виртуальных кварк-антикварковых пар и виртуальных глюонов. Валентные кварки могут существовать в виде суперпозиции состояний с разным ароматом; например нейтральный пион не является ни парой $u \bar{u}$, ни парой $d \bar{d}$ кварков, а представляет собой суперпозицию обоих. Псевдоскалярные мезоны (спин=0) имеют минимальную энергию покоя, так как в них кварк и антикварк имеют антипараллельные спины, после них идут векторные мезоны (спин=1) в которых спины кварков параллельны. Оба типа встречаются в более высоких энергетических состояниях, в которых спин складывается с орбитальным (угловым) моментом. Большая часть массы мезона происходит из энергии связи, а не из суммы масс составляющих его частиц. Все мезоны нестабильны.

Первоначально мезоны были предсказаны как частицы, переносящие силы, которые связывают протоны и нейтроны. Первым обнаруженным мезоном был мюон, который был причислен к мезонам из-за его подходящей массы и который был назван «мю-мезон». Однако впоследствии обнаружилось, что он не подвержен сильному взаимодействию и является лептоном. Пион был первым экспериментально открытым настоящим мезоном. (Сегодняшняя картина внутриядерных сил довольно сложна, для детального ознакомления с ролью мезонов см. современное состояние теории сильных взаимодействий.)

Х. Юкава был награжден нобелевской премией по физике за предсказание существования мезонов.