En física de partículas , el mesón phi o
ϕ
El mesón es un mesón vectorial formado por un quark extraño y un antiquark extraño . Fue el
ϕ
La inusual propensión del mesón a descomponerse enK0yK0que condujo al descubrimiento de la regla OZI . Tiene una masa de1 019 .461 ± 0.020 MeV/ c 2 y una vida útil media de 1.55 ± 0.01 × 10 −22 s .
Los modos de desintegración más comunes
ϕ
Los mesones sonK+K−en48,9% ± 0,5% ,K0 S
K0
litrosen34,2% ± 0,4% y varias combinaciones indistinguibles deρs y piones en15,3% ± 0,3% . [1] En todos los casos, se desintegra mediante la fuerza fuerte . El canal de piones sería ingenuamente el canal de desintegración dominante porque la masa colectiva de los piones es menor que la de los kaones, lo que lo hace energéticamente favorable; sin embargo, se ve suprimido por la regla OZI.
La composición de quarks del
ϕ
El mesón puede considerarse como una mezcla entre
s
s
,tútú, yddEstados, pero es casi un estado puro.
s
s
estado. [3] Esto se puede demostrar deconstruyendo la función de onda de la
ϕ
en sus partes componentes. Vemos que el
ϕ
y
ω
Los mesones son mezclas de las funciones de onda SU(3) como se indica a continuación.
dónde
El ángulo de mezcla en el que los componentes se desacoplan por completo se puede calcular como . El ángulo de mezcla de los componentes
ϕ
y
ω
Los estados se calculan a partir de las masas de cada estado y son de aproximadamente 35˚, lo que está muy cerca del desacoplamiento máximo. Por lo tanto,
ϕ
El mesón es casi puro.
s
s
Estado. [3]
La existencia de la
ϕ
El mesón fue propuesto por primera vez por el físico de partículas japonés-estadounidense, JJ Sakurai , en 1962 como un estado de resonancia entre elK0y elK0. [4] Fue descubierto más tarde en 1962 por PL Connolly, et al. en una cámara de burbujas de hidrógeno de 20 pulgadas en el Sincrotrón de Gradiente Alternado (AGS) en el Laboratorio Nacional Brookhaven en Uptown, Nueva York, mientras estudiabanK−pag+colisiones a aproximadamente 2,23 GeV/ c . [5] [6] En esencia, la reacción involucró un haz de
K−
s se acelera a altas energías para colisionar con protones.
El
ϕ
El mesón tiene varios modos de desintegración posibles. El modo más favorecido energéticamente es el
ϕ
mesón decayendo en 3 piones , que es lo que ingenuamente se esperaría. Sin embargo, observamos que se desintegra con mayor frecuencia en 2 kaones . [7] Entre 1963 y 1966, 3 personas, Susumu Okubo , George Zweig y Jugoro Iizuka, propusieron cada uno independientemente una regla para explicar la supresión observada de la desintegración de 3 piones. [8] [9] [10] Esta regla ahora se conoce como la regla OZI y también es la explicación actualmente aceptada para las vidas inusualmente largas de losJ/ψyϒmesones. [7] Es decir, en promedio duran ~ 7 × 10 −21 s y ~ 1,5 × 10 −20 s respectivamente. [7] Esto se compara con la vida media normal de un mesón que se desintegra a través de la fuerza fuerte, que es del orden de 10 −23 s . [7]
En 1999, un
ϕ
fábrica denominada DAFNE (o DA
ϕ
NE ya que la F significa "
ϕ
La fábrica comenzó a funcionar para estudiar la descomposición de la
ϕ
mesón en Frascati , Italia . [6] Produce
ϕ
mesones mediante colisiones electrón - positrón . Dispone de numerosos detectores, entre ellos el detector KLOE que estaba en funcionamiento al principio de su actividad.
