クォークと反クォークで構成される粒子のこと。ハドロンの一種。メソン、メゾンともいう。

目次 概要 特徴 中間子の種類 発見

概要

全ての中間子はボース粒子でスピン量子数は0、1、2などの整数であり、フェルミ・ディラック統計に従う。

また、パウリの排他原理は適用されない。

特徴

不安定な素粒子で安定した粒子は一つもなく、10⁻⁶〜10⁻¹⁶秒程度で自然崩壊する。質量は陽子と電子の中間。

クォークと反クォークにはそれぞれ3種類の色荷と呼ばれる電荷のようなものが存在し、補色同士(R+反R、G+反G、B+反B)を組みあせると白色状態を作ることが可能である(量子色力学)。

このようにクォークと反クォークを組み合わせてできる白色状態を中間子(メソン)と呼び、このクォークと反クォークを結びつける力をグルーオンという。

中間子の種類

主な中間子に、次のようなものがある。

構成は[]で併記した。構成は正粒子のものであり、反粒子は逆の粒子で構成される。なお、構成中のc₁とc₂は係数。

対応する反粒子は、()カッコで併記した。自分自身が反粒子でもあるものは、略した。

• アップ+ダウン
  • π中間子
    • π⁺ [u￣(d)] (π⁻)
    • π⁰ [1/√2(u￣(u)−d￣(d))]
  • η中間子
    • η [c₁(u￣(u)+d￣(d))+c₂s￣(s)]
  • その他
    • ρ(770)⁺ [u￣(d)] (ρ⁻)
    • ρ(770)⁰ [1/√2(u￣(u)−d￣(d))] (ρ⁰)
    • ω(782) [c₁(u￣(u)+d￣(d))+c₂s￣(s)] (ω)
    • η'(958) [c₁(u￣(u)+d￣(d))+c₂s￣(s)] (η')
    • φ(1020) [c₁(u￣(u)+d￣(d))+c₂s￣(s)] (φ)
• K中間子
  • K⁺ [u￣(s)] (K⁻)
  • K⁰ [d￣(s)] (￣(K)⁰)
• D中間子
  • D⁺ [c￣(d)] (D⁻)
  • D⁰ [c￣(u)] (￣(D)⁰)
  • D⁺_s [c￣(s)] (D⁻_s)
• B中間子
  • B⁺ [u￣(b)] (B⁻)
  • B⁰ [d￣(b)] (￣(B)⁰)
  • B⁰_s [s￣(b)] (￣(B)⁰_s)
• Υ中間子
  • Υ(1s) [b￣(b)]
  • Υ(2s) [b￣(b)]
• チャーム+反チャーム [c￣(c)]
  • η_c(1s)
  • J/ψ(1s)
  • χ_c0(1P) (χ(1P))
  • χ_c1(1P) (χ(1P))
  • χ_c2(1P) (χ(1P))
  • ψ(2s)

発見

1934(昭和9)年に湯川秀樹により理論的に導入されたのち、実験的にその存在が立証された。

リンク

用語の所属
クォーク
ハドロン
ボース粒子
該当する物質
K中間子
関連する用語
バリオン
グルーオン
補色
湯川秀樹
反中間子

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