Der Teilchenzoo
Mesonen


Mesonen sind Verbindungen aus einem Quark und einem Antiquark, die frei existieren können. Ihre Ladung ist ganzzahlig und sie tragen in der Summe keine Farbe. Als Verbindung zweier Spin ½-Teilchen haben sie einen ganzzahligen Spin, der sich aus den Spins der beiden Quarks und deren Bahndrehimpuls zusammensetzt. Wir wollen hier jeweils nur die Grundzustände betrachten, in denen dieser Bahndrehimpuls Null ist.

Beginnen wir mit dem Pi-Meson oder Pion. Es ist aus up- und down-Quarks zusammengesetzt und es gibt Pionen mit den elektrischen Ladungen -1, 0 und +1:

Die beiden Möglichkeiten für das Pi0-Meson kann man experimentell nicht unterscheiden, sie treten zusammen als Mischzustand auf. Weiterhin ist das Pi0 sein eigenes Antiteilchen.

Zu den Mesonen wie zu allen anderen zusammengesetzten Teilchen kann man in ähnlicher Weise charakteristische Daten zusammenstellen, wie zu den Teilchen des Standardmodells:

Ladung -1 Ladung 0 Ladung +1
Spin ½ Spin ½ Spin ½
Masse 139,57 MeV Masse 134,98 MeV Masse 139,57 MeV
Lebensdauer 2,60 · 10-8 s Lebensdauer (8,4 ± 0,6) · 10-17 s Lebensdauer 2,60 · 10-8 s

Bei unserem jetzigen Kenntnisstand stellt sich jedoch die Frage, wie Teilchen mit zwei Quarks in einem Experiment wie unserem bisher betrachteten auftreten können.