Diese Tabelle zeigt die Mesonen im Grundzustand, die aus den fünf Quarks u, d, s, c und b aufgebaut sind. Es ist nur ein kleiner Teil aller existierender Mesonen.
Mesonen sind zusammengesetzte Teilchen, die aus je einem Quark und einem Antiquark bestehen. Sie bilden mit den Baryonen die Gruppe der Hadronen. Auf Grund ihres ganzzahligen Spins zählt man die Mesonen zu den Bosonen.
Diese Tabelle zeigt die Mesonen im Grundzustand, die aus den fünf Quarks u, d, s, c und b aufgebaut sind. Es ist nur ein kleiner Teil aller existierender Mesonen.
Mesonen sind nicht stabil und kommen daher in gewöhnlicher Materie nicht vor, sie können aber in Teilchenbeschleunigern erzeugt werden und entstehen bei hochenergetischen Reaktionen im Weltall.
Es gibt eine große Zahl von Mesonen. Zum einen weil es eine große Zahl möglicher Kombinationen der fünf Quark-Sorten gibt, zum anderen aber auch weil unterschiedliche Bindungszustände der Quarkpaare zu verschiedenen Mesonen führen. Links im Bild habe ich die einfachsten Mesonen als Tabelle zusammengestellt. Aufgeführt sind nur die sogenannten pseudoskalaren Mesonen mit Spin O. Das sechste Quark, das Topquark ist so schwer, dass es keine stabilen Mesonen bildet. Ich möchte auf gesonderten Seiten speziell auf die Pi-Mesonen oder Pionen, die leichtesten Mesonen, und auf die K-Mesonen oder Kaonen, die "seltsamen" Mesonen, eingehen.
Die Lebensdauer von Mesonen hängt stark von ihrer Zusammensetzung ab. Mesonen, die aus einem Quark und seinem Antiteilchen bestehen, leben nur sehr kurz, da sie sehr schnell unter der starken Kernkraft in leichtere Hadronen oder Photonen zerfallen. Mesonen die aus einem Quark und einem andersartigen Antiquark bestehen, sind gegen die starke Kernkraft "immun". Sie zerfallen viel langsamer unter der schwachen Kernkraft.
Die drei Mesonen, die in der Tabelle diagonal in drei verbundenen Zellen sind, sind tatsächlich Mischungen aus den drei Kombinationen aus der Tabelle. Das neutrale Pi-Meson (πº) ist eine Mischung aus den Zuständen Up-Antiup und Down-Antidown. Die beiden Eta-Mesonen (η und η') haben außerdem eine Beimischung von Strange-Antistrange.
Wie bei den Baryonen beschrieben, ist auch der Aufbau der Mesonen eigentlich viel komplizierter als es das Modell von dem Zusammenschluss von Quark und Anti-Quark vermuten lässt. Pionen als Kraftüberträger zu beschreiben ist also nur eine Näherung, die die komplexe Struktur der Mesonen ignoriert.
Am 16. März 2014 habe ich zum Mesonen-Zoo gebloggt.
Warum zerstrahlen Mesonen, die ja aus Quark und Antiquark bestehen, nicht sofort?
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Letzte Änderung: 16.03.2014