介子

  介子是自旋为整数、重子数为零的强子,参与强相互作用。介子属于强子类。它是比电子重的带电或不带电的粒子。
下為介子八正道圖
下為介子八正道圖
(左圖片繪製:張嘉年)
  根据夸克模型,介子是由一个夸克和一个反夸克组成的束缚态,这一对夸克和反夸克可以是不同味的,例如π+=(ud¯),π-=(ūd),J/ψ=(cc),F=(cs)等。
  1935年,日本物理学家汤川秀树提出了介子场理论,预言存在一种“介子”,参与了核子之间的强相互作用,并预言这种介子的质量应该为电子的200倍。1936年,美国物理学家安德森在宇宙射线中发现了一种带单位正电荷或负电荷的粒子,质量为电子的206.77倍,人们以为它就是汤川秀树预言的介子,把它叫做μ介子,后来发现这种粒子其实并不参与强相互作用,是一种轻子,所以改名μ子。
  1947年英国物理学家鲍威尔在宇宙射线中又发现了一种粒子,带单位正电荷或负电荷,质量为电子的273倍,与核子有很强的相互作用,平均寿命2.60310×10-8秒,这才是汤川秀树预言的介子,叫做π介子。π+介子和π-介子互为反粒子。1950年又发现了π0介子。
兀介子連接質子中子圖
兀介子連接質子中子圖
(左圖片繪製:張嘉年)
  自旋为0的介子,在量子场论中是用标量波函数描述,根据其宇称为-1或+1分别称为赝标介子和标量介子。自旋为1的介子,在量子场论中是用矢量波函数描述,根据其宇称为-1或+1分别称为矢量介子或轴矢介子。根据其内部量子数,已发现的介子可分为非奇异介子(π、ρ、J/ψ等)、奇异介子(K、Q、K*等)、粲-非奇异介子(D)、粲-奇异介子(F)、底-非奇异介子(B)等。
介子-内部结构模型表
介子-内部结构模型表