تفاوت میان نسخه‌های «مزون»

۳۷۱ بایت اضافه‌شده ،  ۲ سال پیش
بدون خلاصه ویرایش
برچسب: متن دارای ویکی‌متن نامتناظر
برچسب‌ها: متن دارای ویکی‌متن نامتناظر ویرایش‌گر دیداری
| num_spin_states =
}}
این مقاله در مورد [[ذرات زیراتمی|ذرات زیر اتمی]] است. برای نرم افزار، دیدن Mesonمزون (نرم افزار)
 
در [[فیزیک ذرات،ذرات]]، مزون ها (/ miːzɒnz / orیا / mɛzɒnz /) ذرات زیر اتمی [[هادرون]] هستند که متشکل از یک [[کوارک]] و یک آنتیکوکور است که با تعامل قوی متصل می شوند. از آنجا که مزون ها از زیر ذرات کوارک تشکیل شده اند، اندازه ی فیزیکی آنها با قطر تقریبا یک femtometer[[فمتومتر]] [1] است که حدود 2/3 اندازه [[پروتون]] یا [[نوترون]] است. همه مزون ها ناپایدار هستند، با طولانی ترین عمر تنها چند صد و نیم ثانیه می باشد. فرو ریختن مازاد (گاهی اوقات از طریق میانجیگری ذرات) برای تشکیل الکترون و نوتینوئید. مزون های تخلیه ممکن است به فوتون فرو ریخته شوند. هر دو این [[فروپاشی]] حاکی از آن است که رنگ دیگر اموال محصولات جانبی نیست.
 
در خارج از هسته، مزون ها در طبیعت تنها به عنوان محصولات کوتاه مدت از برخورد های بسیار انرژی بین ذرات ساخته شده از کوارک ها، مانند [[پرتو کیهانی|پرتوهای کیهانی]] (پروتون های انرژی بالا و [[نوترون]] ها) و مواد معمولی ظاهر می شوند. مونونمزون ها نیز اغلب به صورت مصنوعی در شتاب دهنده های ذرات با انرژی بالا در برخورد پروتون ها، ضد پروتون ها یا ذرات دیگر تولید می شوند.
 
مزونها ذرات [[کوانتوم|کوانتومی]] میدان هستند که نیروی هسته ای را بین هادرون ها منتقل می کنند که آنها را به یکدیگر متصل می کند. اثر آنها به طور مشابه با فوتون هایی است که نهضت های نیرو هستند که نیروی الکترومغناطیسی جاذبه را بین پروتون های متضاد متقابل و الکترون هایی که اجازه می دهد اتم های جداگانه ای وجود داشته باشد، و سپس اتم ها را به مولکول ها منتقل می کنند. انرژی های مخرب (عظیم تر) مزون ها به طور موقت در انفجار بزرگ ساخته شده اند اما تصور نمی شود که در طبیعت امروز نقش داشته باشند. با این حال، این مزون های سنگین به طور منظم در آزمایش های شتاب دهنده ذرات ایجاد می شوند تا ماهیت نوع سنگین تر کوارک را که مونوگرام سنگین تر را تشکیل می دهند، درک کنند.
 
مزون ها بخشی از خانواده ذرات هادرون هستند و به صورت ذره ای از دو کوارک تعریف می شوند. دیگر اعضای خانواده هادرون، بریون هستند: ذرات زیر اتمی از سه کوارک تشکیل شده است. برخی از آزمایشات شواهدی از مزون های عجیب و غریب را نشان می دهد که محتوای کوارک متعارف متعلق به یک کوارک و یک آنتیکوکور ندارد.
از آنجا که کوارک ها دارای چرخش 1/2 هستند، تفاوت تعداد کوارک بین مزون ها و بریون ها باعث می شود که مازون های معمولی دو کوارک بواسون باشند، در حالیکه باریون ها فرمیون هستند.
 
هر نوع مزون داراي آنتی اکسیدان های متناظر (antimesonضدمزون) است که کوارک ها توسط آنتیکوکور های مربوطه جایگزین می شوند و برعکس. به عنوان مثال، یک پیون مثبت (π+) از یک [[کوارک]] ساخته شده است و یکی از آنتیکوکورهای پایین؛ و آنتی اکسید کننده متناظر آن، پیون منفی (π-)، از یک تا یک ضدقارق و یک کوارک پایین ساخته شده است.
 
π +
 
) از یک کوارک ساخته شده است و یکی از آنتیکوکورهای پایین؛ و آنتی اکسید کننده متناظر آن، پیون منفی (
 
π-
 
)، از یک تا یک ضدقارق و یک کوارک پایین ساخته شده است.
 
از آنجا که مزون ها از کوارک ها تشکیل می شوند، در هر دو تعامل ضعیف و قوی شرکت می کنند. مزون با بار الکتریکی خالص همچنین در تعامل الکترومغناطیسی شرکت می کند. مزون به ترتیب بر اساس محتوای کوارک، توازن زاویه ای، پاریتیت و سایر خواص دیگر مانند C-parity و G-parity طبقه بندی می شوند. اگر چه هیچ مزون پایدار نیست، اما کسانی که از جرم پایین تر هستند پایدارتر از عظیم تر هستند و از این طریق می توانند در شتاب دهنده های ذرات یا آزمایشات اشعه کیهانی مشاهده و مطالعه شوند. مونون ها معمولا کمتر از بارونی ها هستند، به این معنی که آنها به راحتی در آزمایش ها تولید می شوند و بنابراین پدیده های انرژی بیشتری را به راحتی از باریون ها به نمایش می گذارند. به عنوان مثال، کوارک جذاب در ابتدا در مزون J / Psi دیده می شود(J/ψ) در سال 1974، [2] [3] و کوارک پایینی در مزون upsilon (ʏ) در سال 1977. [4]
 
== تاریخچه ==
از نظر ملاحظات نظری، در سال 1934 Hidekiهیکی Yukawaیوکوا [5] [6] وجود و توزیع تقریبی "مزون" را به عنوان حامل نیروی هسته ای که هسته اتمی را با هم نگه می دارد پیش بینی کرد. اگر هیچ نیروی هسته ای وجود نداشته باشد، تمام هسته ها با دو یا چند پروتون به علت انفجار الکترومغناطیسی از بین می روند. یوکوا ذرات حامل خود را مزون، از μέσος mesos، کلمه یونانی برای "متوسط" نامید، زیرا توده پیش بینی آن بین الکترون و پروتون است که تقریبا 1836 برابر جرم الکترون است. یوکوا ابتدا ذرات خود را "مزوترون" نامید، اما توسط [[ورنر هاسنبرگهایزنبرگ]] (که پدرش استاد یونانی در دانشگاه مونیخ بود) اصلاح شد. هاسنبرگ[[ورنر هایزنبرگ]] اشاره کرد که در کلمه یونانی "mesos" هیچ "tr" وجود ندارد. [7]
 
اولین کاندیدای مزون یوکوا که در اصطلاح شناختی مدرن به عنوان مونی شناخته شده بود، در سال 1936 توسط [[کارل دیوید اندرسون]] و دیگران در محصولات فروپاشی تعاملات اشعه کیهانی کشف شد. موزون در مورد جرم مناسب به عنوان حامل نیروی هسته ای یوکوا بود، اما طی دهه آینده مشخص شد که این ذره مناسب نیست. در نهایت متوجه شدیم که "mu mezon" در تعامل قوی هسته ای شرکت نکرد، بلکه به عنوان یک نسخه سنگین الکترون عمل کرد و در نهایت به عنوان یک [[لپتون]] مانند الکترون، به جای یک مزون طبقه بندی شد. فیزیکدانان در این انتخاب تصمیم گرفتند که خواص غیر از توده ذرات، باید طبقه بندی خود را کنترل کنند.
 
در طول جنگ جهانی دوم (1939-45) سالها تاخیر در تحقیقات ذرات زیر اتمی وجود داشت. اکثر فیزیکدانان در پروژه های کاربردی برای شرایط ضروری جنگی مشغول به کار بودند. هنگامی که جنگ در اوت 1945 به پایان رسید، بسیاری از فیزیکدانان به تدریج به تحقیقات صلح بازگشته اند. نخستین مزون واقعی که باید کشف شود، چیزی است که بعدا "پیک مازون" (یا پیه) نامیده می شود. این کشف در سال 1947 توسط Cecilسیسیل Powell،پاول، Césarسزار Lattesلاتس و Giuseppeجوزپه Occhialiniاوکالیالینی انجام شد که محصولات برفی کیهانی در [[دانشگاه بریستول]] انگلستان را بر اساس فیلم های عکاسی که در [[کوه‌های آند|کوه های اند]] قرار داشتند، مورد بررسی قرار دادند. بعضی از این مزون ها در حدود جرمی مشابه با meson شناخته شده بودند، اما به نظر می رسید به آن فرو ریختن، منجر فیزیکدان [[رابرت مارشاک|رابرت مارشک]] به فرض در سال 1947 که در واقع یک مزون جدید و متفاوت است. در طول چند سال آینده، آزمایش های بیشتری نشان داد که پیون واقعا در تعاملات قوی دخیل بود. اعتقاد بر این، پیون (به عنوان یک ذره مجازی)، نیروی اصلی برای نیروی هسته ای در هسته اتمی است. دیگر مزونها، مانند مزون مجازی مجازی، در میانجیگری این نیرو نیز مشارکت دارند، اما به میزان کمتری. پس از کشف پیون، یوکوا در سال 1949 [[جایزه نوبل فیزیک]] را برای پیش بینی هایش اهدا کرد.
 
در گذشته، واژه مزون گاهی اوقات به معنی هر حامل نیرویی مانند "Z0 meson" بود که در مداخله تعامل ضعیف دخیل بود. [8] با این حال، این استفاده نادرست از نفع کاهش یافته است، و مزون ها در حال حاضر به عنوان ذرات تشکیل شده از جفت کوارک ها و ضدکوارک ها ها تعریف شده است.
کوارک ها فرمیون هستند - مخصوصا در این مورد، ذرات دارای چرخش 1/2 (S = 1/2) هستند. از آنجایی که پیش بینی های چرخشی با افزایش 1 (که 1 ħ است) متفاوت است، یک کوارک تک دارای یک چرخش اسپین طول 1/2 و دارای دو پیش بینی چرخش (Sz = + 1/2 و Sz = - 1/2) است. دو کوارک می توانند چرخش های خود را هموار کنند، در این صورت دو بردار چرخش برای ایجاد یک بردار طول S = 1 و سه چرخش چرخشی (Sz = 1، Sz = 0 و Sz = -1) 1 سه گانه اگر دو کوارک دارای چرخش های غیر همسطح باشند، بردارهای چرخشی برای ایجاد یک بردار طول S = 0 و تنها یک پروانه چرخش (Sz = 0)، به نام اسپین صفر تکمیل می شوند. از آنجا که مزون ها از یک کوارک و یک ضدقارق ساخته می شوند، می توان آنها را در حالت های چرخشی سه گانه و تکین یافت.
 
مقدار دیگری از حرکت زاویه ای کوانتومی وجود دارد که به نام زاویه حرکت مداری (تعداد کوانتوم L) است که با افزایش 1 ħ می شود که به دلیل کوارک هایی که در اطراف یکدیگر هستند نشان دهنده حرکت زاویه ای است. بنابراین، حرکت کامل زاویه ای (تعداد کوانتومی J) یک ذره، ترکیبی از حرکت زاویهای درونی (چرخش) و حرکت زاویه ای مدار است. این می تواند هر مقدار از | J = | L - S | به | J = | L + S |، با افزایش 1.
{|class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right; auto; text-align: center;"
|+Meson angular momentum quantum numbers for ''L'' = 0, 1, 2, 3
=== همبستگی ===
{{مقاله اصلی | همبستگی (فیزیک)}}
اگر جهان در یک آینه منعکس شده باشد، اکثر قوانین فیزیک، یکسان هستند - چیزها بدون توجه به آنچه که ما «چپ» نامیده می شود و آنچه که ما «درست» نامیده ایم، رفتار مشابهی دارند. این مفهوم انعکاس آینه به نام [[parity (physics) | parity]] ('' P '') نامیده می شود. [[گرانش]]، [[نیروی الکترومغناطیس|نیروی الکترومغناطیسی]] و [[تعامل قوی]] به طور یکسان رفتار می کنند بدون در نظر گرفتن اینکه آیا جهان در یک آینه بازتاب می یابد یا خیر، و به این ترتیب به [[P- تقارن [حفظ هم]] (تقارن P). با این حال، [[تعامل ضعیف]] '' '' را "تعریف" چپ "را از" حق "، یک پدیده به نام [[نقض parity]] (P-نقض).
بر اساس این، ممکن است فکر کنید که اگر [[wavefunctionتابع موج]] برای هر ذره (به طور دقیق، [[میدان کوانتومی]] برای هر نوع ذره به طور همزمان معکوس شود، سپس مجموعه ای از موج های جدید کاملا برآورده می شود قوانین فیزیک (به جز تعامل ضعیف). معلوم می شود که این کاملا درست نیست: برای این که معادلات رضایت داشته باشند، موج فوکوس نوع خاصی از ذرات باید توسط & minus 1 ضرب شود، علاوه بر اینکه معکوس شود. گفته می شود چنین نوع ذرات دارای پارتی '' منفی '' یا '' odd '' ('' P '' & nbsp؛ = & nbsp؛ & منفی 1؛ در حالی که ذرات دیگر گفته می شود "مثبت" یا "حتی" برابر (''P'' = +1, or alternatively ''P'' = +).
 
برای مزون ها، نسبت به حرکت زاویه ای مدار به رابطه
:<math>P = \left( -1 \right)^{L+1}</math>
 
جایی که '' L '' نتیجه حاصل از همسان [[هماهنگی کروی]] , [[wavefunctionتابع موج]] می باشد. "+ & nbsp؛ 1" حاصل این واقعیت است که طبق معادله [[معادله دیراکسدیراک]] یک کوارک و یک ضدقارق در مقابل تقارن ذاتی قرار دارند. بنابراین تقارن ذاتی یک مزون، محصول تقارن ذاتی کوارک (1) و ضدقارق (و منفی 1) است. همانطور که اینها متفاوتند، محصولاتشان منفی است 1 و بنابراین "+ & nbsp؛ 1" که در نمای نمایش داده میشود، کمک میکند.
 
به عنوان یک نتیجه، تمام مزون ها بدون حرکت حرکتی ('' L '' و nbsp؛ = & nbsp؛ 0) دارای پارتی عدد ('' P '' & nbsp؛ = & nbsp؛ & منفی 1).
=== G-parity ===
{{مقاله اصلی | G-parity}}
همبستگی G یک تعریف از همبستگی C است. به جای صرفا مقایسه عملکرد موج پس از مبادله کوارک ها و ضد کوارک ها، موجک عملکرد را بعد از مبادله مزون برای ضدمزون متناظر بدون در نظر گرفتن محتوای کوارک مقایسه می کند. گوتفرید،[[گوتفرید V.F. Weisskopf (1986) </ ref>لایبنیتس|گوتفرید]]
 
If
:<math>|q_1\bar{q_2}\rangle = |\bar{q_1}q_2\rangle</math>
 
then, the meson is "G even" (G&nbsp;=&nbsp;+1). On the other hand, if
:<math>|q_1\bar{q_2}\rangle = -|\bar{q_1}q_2\rangle</math>
مفهوم ایسپسین برای اولین بار توسط [[ورنر هایزنبرگ]] در سال 1932 پیشنهاد شد تا ارتباطات بین پروتون ها و نوترون ها را تحت [[تعامل قوی]] توضیح دهد. اگر چه آنها اتهامات الکتریکی متفاوت داشتند، توده هایشان خیلی شبیه بودند که فیزیکدانان معتقد بودند که آنها در واقع ذرات یکسان هستند. اتهامات مختلف الکتریکی به عنوان نتیجه برخی از تحریک ناشناخته شبیه به چرخش توضیح داده شد. این ناشناخته بعدا توسط "[یوجین وایگرن]" در سال 1937 به عنوان "ایزوپن" نامگذاری شد. هنگامی که اولین مزونها کشف شد، آنها نیز از طریق چشم ایزوپسین دیده می شدند و بنابراین سه pions ذره ی یکسان بودند، اما در حالت های مختلف ایسپسین.
 
این باور طول کشید تا [Murray<nowiki/>[[موری Gell-Mannژلمان]]] مدل [[کوارک]] را در سال 1964 پیشنهاد کرد (شامل در ابتدا تنها کوارکهای u، d و s). موفقیت مدل ایزوپسین در حال حاضر به دلیل توده های مشابه کوارک های u و d دیده می شود. از آنجا که کوارک ها u و d توده های مشابه دارند، ذرات ساخته شده از همان تعداد آنها نیز توده های مشابه دارند. دقیقا مشخصه u و d کوارک ترکیب هزینه را تعیین می کند، زیرا کوارک ها شما را در معرض بار +{{frac|2|3}} در حالیکه d کوارک ها حمل می کنند −{{frac|1|3}}. به عنوان مثال، سه پیون ها دارای اتهامات مختلف هستند({{SubatomicParticle|Pion+}} ({{SubatomicParticle|up quark}}{{SubatomicParticle|down antiquark}}), {{SubatomicParticle|Pion0}} (a [[quantum superposition]] of {{SubatomicParticle|up quark}}{{SubatomicParticle|up antiquark}} and {{SubatomicParticle|down quark}}{{SubatomicParticle|down antiquark}} states), {{SubatomicParticle|Pion-}} ({{SubatomicParticle|down quark}}{{SubatomicParticle|up antiquark}})) همانطور که هر کدام از یک عدد مشابه از مجموع بالا و پایین کوارک و ضدکوارک. در مدل ایزوپسین، آنها در ذرات مختلف در حالت متخلخل ذکر شده اند.
 
ریاضیات ایزوپسین پس از چرخش مدل سازی شد. پیش بینی های ایسپسین با افزایش 1 به همان اندازه اسپین متفاوت بود و هر طرح یک "[حالت دولت کوانتومی]" بود. از آنجا که "ذره پیه" دارای سه "حالت شارژ" بود، گفته شده است از ایزوپین ''I''&nbsp;=&nbsp;1. Its "charged states" {{SubatomicParticle|Pion+}}, {{SubatomicParticle|Pion0}}, and {{SubatomicParticle|Pion-}}, corresponded to the isospin projections ''I''<sub>3</sub>&nbsp;=&nbsp;+1, ''I''<sub>3</sub>&nbsp;=&nbsp;0, and ''I''<sub>3</sub>&nbsp;=&nbsp;−1 respectively. Another example is the "[[rho meson|rho particle]]",همچنین با سه کشور متهم شده است. آن "charged states" {{SubatomicParticle|rho+}}, {{SubatomicParticle|rho0}}, and {{SubatomicParticle|rho-}}, corresponded to the isospin projections ''I''<sub>3</sub>&nbsp;=&nbsp;+1, ''I''<sub>3</sub>&nbsp;=&nbsp;0, and ''I''<sub>3</sub>&nbsp;=&nbsp;−1 به ترتیب. بعدها متوجه شدیم که پیش بینی های ایزوفسین نسبت به ذرات کوارک بالا و پایین ذرات مربوط به رابطه است
[[strangeness]] [[عدد کوانتوم طعم | تعداد کوانتومی]] '' S '' (نه با چرخش اشتباه گرفته شده) متوجه شد که بالا و پایین همراه با توده ذره است. توده بالاتر، بیگانه تر است (بیشتر کوارک ها). ذرات را می توان با پیش بینی های مصنوعی (مربوط به شارژ) و غریب (جرم) (نگاه کنید به اعداد غیر ید غیر) توصیف می شود. همانطور که کوارکهای دیگر کشف شد، تعداد کوانتومی جدیدی برای توصیف مشابهی از udc و udb nonets وجود دارد. از آنجا که تنها توده ی تو و d مشابه هستند، این شرح توده و شار ذرات از نظر ایزوپسین و عناصر کوانتومی طعم فقط برای nonets ساخته شده از یک تو، یک د و یکی دیگر از کوارک خوب کار می کند و تجزیه برای nonets دیگر برای مثال ucb nonet). اگر کروک ها یکسان بودند، رفتار آنها "متقارن" خواهد بود، زیرا همه آنها با توجه به تعامل قوی رفتار دقیق دارند. با این حال، به عنوان کوارک ها یک جرم واحد ندارند، آنها به طور یکسان تعامل ندارند (دقیقا مثل یک الکترون که در میدان الکتریکی قرار می گیرد، بیش از یک پروتون که به دلیل توده سبک تر آن در همان میدان قرار دارد، شتاب می دهد) و تقارن گفته می شود [[تقارن شکسته شکسته]].
 
مشخص شد که اتهام ('Q') مربوط به طرح ریزش ایزوفسین ، [[تعداد باریم]] ('' B '') و عطر و طعم ([Gell-Mann-Nishijimaبیایید formulaآن را برای شما بسازیم]]:<ref name=Wong>S.S.M Wong (1998)</ref>
:<math>Q=I_3+\frac{1}{2}(B+S+C+B^\prime+T),</math>
جایی که S، C، B '، و T به ترتیب عدد کوانتومی عطر و طعم غریب، جذابیت، پایین بودن و ظرافت هستند. آنها مربوط به تعداد عجیب و غریب، جذابیت، پایین، و کوارک بالا و ضدکوارک با توجه به روابط است:
 
==== مزون فلوئور ====
مزون های بدون چربی مزون های ساخته شده از جفت کوارک ها و ضدقارچ ها از عطر و طعم مشابه (همه آنها [[عدد کوانتومی طعم]] s صفر: ''[[Strangeness|S]]'' = 0, ''[[Charm (quantum number)|C]]'' = 0, [[Bottomness|''B''&prime;]] = 0, ''[[Topness|T]]'' = 0).<ref name=note>For the purpose of nomenclature, the isospin projection ''I''<sub>3</sub> isn't considered a flavour quantum number. This means that the charged pion-like mesons (π<sup>±</sup>, a<sup>±</sup>, b<sup>±</sup>, and ρ<sup>±</sup> mesons) follow the rules of flavourless mesons, even if they aren't truly "flavourless".</ref> Theقوانین rulesبرای forمزون flavourlessهای mesonsبدون areچربی هستند:<ref name=PDGMesonsymbols/>
<center>
{|class="wikitable" style="text-align:center"
|+نامنظم مازونهای بدون چربی
|+Nomenclature of flavourless mesons
|-
! {{SubatomicParticle|quark}}{{SubatomicParticle|antiquark}} content !! [[Total angular momentum|''J'']] <sup>[[Parity (physics)|''P'']][[C-parity|''C'']]{{ref|Cparity|†}}</sup>→<br>[[Isospin|''I'']] ↓!! 0<sup>−+</sup>, 2<sup>−+</sup>, 4<sup>−+</sup>, ... !! 1<sup>+−</sup>, 3<sup>+−</sup>, 5<sup>+−</sup>, ... !! 1<sup>−−</sup>, 2<sup>−−</sup>, 3<sup>−−</sup>, ... !! 0<sup>++</sup>, 1<sup>++</sup>, 2<sup>++</sup>, ...
|{{SubatomicParticle|Top quark}}{{SubatomicParticle|Top antiquark}} || 0 || {{SubatomicParticle|link=yes|Top Eta}} || h<sub>t</sub> || {{SubatomicParticle|link=yes|Theta meson}} || χ<sub>t</sub>
|}
<sup>†</sup> {{note|Cparity}} Theپارازیت C parityفقط isمربوط onlyبه relevantمزون toهای neutralخنثی mesonsاست.<br>
<sup>††</sup> {{note|JPsi}} For ''J''<sup>''PC''</sup>=1<sup>−−</sup>, the ψ is called the {{SubatomicParticle|link=yes|J/Psi}}
</center>
۱۲۵

ویرایش