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Mesón rho

En física de partículas , un mesón rho es una partícula hadrónica de vida corta que es un triplete de isospín cuyos tres estados se denotan como
ρ+
,
ρ0
y
ρ−
Junto con los piones y los mesones omega , el mesón rho lleva la fuerza nuclear dentro del núcleo atómico . Después de los piones y los kaones , los mesones rho son las partículas de interacción fuerte más ligeras, con una masa de775,45 ± 0,04  MeV para los tres estados. [c]

Los mesones rho tienen una vida útil muy corta y su ancho de desintegración es de aproximadamente145 MeV con la característica particular de que los anchos de desintegración no están descritos por una forma Breit-Wigner . La ruta principal de desintegración de los mesones rho es hacia un par de piones con una tasa de ramificación del 99,9%. [d]

Historia

Después de varios intentos fallidos, el mesón ρ y el mesón ω fueron descubiertos en el Laboratorio Lawrence Berkeley en 1961. [2]

Composición

Los mesones rho pueden interpretarse [3] como un estado ligado de un quark y un antiquark y es una versión excitada del pión. A diferencia del pión, el mesón rho tiene espín j  = 1 (un mesón vectorial ) y un valor mucho más alto de la masa. Esta diferencia de masa entre los piones y los mesones rho se atribuye a una gran interacción hiperfina entre el quark y el antiquark. La principal objeción con la descripción de De Rujula–Georgi–Glashow es que atribuye la ligereza de los piones como un accidente en lugar de un resultado de la ruptura de la simetría quiral .

Los mesones rho pueden considerarse como los bosones de calibración de una simetría de calibración rota espontáneamente cuyo carácter local es emergente (que surge de la QCD ); Nótese que esta simetría de calibración rota (a veces llamada simetría local oculta) es distinta de la simetría quiral global que actúa sobre los sabores . Esto fue descrito por Howard Georgi en un artículo titulado "El límite vectorial de la simetría quiral", donde atribuyó gran parte de la literatura de simetría local oculta a un modelo sigma no lineal . [4]


Notas

  1. ^ abcd El valor exacto depende del método utilizado. Consulte la referencia proporcionada para obtener más detalles. En la tabla, los datos utilizados corresponden a desintegraciones de tau y aniquilación electrón-positrón .
  2. ^ abc PDG informa el ancho de resonancia (Γ). Aquí se proporciona la conversión τ =  ħ ⁄ Γ .
  3. ^ Debería haber una pequeña diferencia de masa entre el
    ρ+
    y el
    ρ0
    que puede atribuirse a la autoenergía electromagnética de la partícula, así como a un pequeño efecto debido a la ruptura del isospín que surge de las masas de los quarks ligeros; sin embargo, el límite experimental actual es que esta diferencia de masa es menor que0,7 MeV .
  4. ^ Los mesones rho neutros pueden desintegrarse en un par de electrones o muones , lo que ocurre con una relación de ramificación de5 × 10 −5 . Esta desintegración del átomo neutro rho en leptones puede interpretarse como una mezcla entre el fotón y el átomo rho. En principio, los mesones rho cargados se mezclan con los bosones vectoriales débiles y pueden dar lugar a la desintegración en un electrón o un muón más un neutrino ; sin embargo, esto nunca se ha observado.

Referencias

  1. ^ Zyla, PA; et al. (Grupo de Datos de Partículas) (2020). "Revisión de la Física de Partículas". Progreso de la Física Teórica y Experimental . 2020 (8): 083C01. doi : 10.1093/ptep/ptaa104 . hdl : 11585/772320 .
  2. ^ Maglich, B. (1976). "Descubrimiento del primer mesón neutro vectorial, el mesón omega: relato personal de un investigador - Historia del descubrimiento". Adv. Exp. Phys . 5 : 79.
  3. ^ De Rújula, A.; Georgi, Howard; Glashow, SL (1975-07-01). "Masas de hadrones en una teoría de calibración". Physical Review D . 12 (1). American Physical Society (APS): 147–162. Bibcode :1975PhRvD..12..147D. doi :10.1103/physrevd.12.147. ISSN  0556-2821.
  4. ^ Georgi, Howard (1990). "Realización vectorial de simetría quiral". Física nuclear B . 331 (2). Elsevier BV: 311–330. Código Bibliográfico :1990NuPhB.331..311G. doi :10.1016/0550-3213(90)90210-5. ISSN  0550-3213.
  5. ^ C. Amsler y otros (2008): Modelo de quarks
  6. ^ ab C. Amsler y col. (2008): Listados de partículas – ρ