Liste der Mesonen

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Die folgenden Tabellen enthalten die Grundzustände aller bekannten und vorhergesagten pseudoskalaren (J^P = 0⁻) und Vektormesonen (J^P = 1⁻).

Die in den Tabellen verwendenten Formelzeichen sind: I (Isospin), G (G-Parität), J (Gesamtdrehimpuls), P (Parität), C (C-Parität), Q (elektrische Ladung), S (Strangeness), C (Charm), B' (Bottomness), u (Up-Quark), d (Down-Quark), s (Strange-Quark), c (Charm-Quark) und b (Bottom-Quark), sowie die Symbole für die Teilchen selbst.

Es sind jeweils die Eigenschaften und die Quark-Zusammensetzung der Teilchen aufgelistet. Für die zugehörigen Antiteilchen sind Quarks durch Antiquarks zu ersetzen (und umgekehrt) und die Vorzeichen der Quantenzahlen Q, S, C und B' kehren sich um. Werte in rot sind durch das Experiment noch nicht sicher bestätigt, aber durch das Quarkmodell vorhergesagt und in Übereinstimmung mit den Messungen.

Die Ziffern in Klammern hinter einem Zahlenwert bezeichnen die Unsicherheit in den letzten Stellen des Wertes. (Beispiel: Die Angabe 134,9766(6) ist gleichbedeutend mit 134,9766 ± 0,0006.)

Pseudoskalare Mesonen

Teilchenname	Teilchen	Quark- Zusammensetzung	Antiteilchen	Quark- Zusammensetzung	Masse (MeV/c2)	IG	JPC	S	C	B'	Lebensdauer (s)	zerfällt vorwiegend in (>5% der Zerfälle)
Pion[1]	π+	ud	π−	du	0139.57018!139,570 18(35)	1−	0−	0	0	0	-08.2!2,6033(5) · 10−8	μ+ + νμ
Pion[2]	π0	$\mathrm{\tfrac{u\bar{u} - d\bar{d}}{\sqrt{2}}}\,$ (a)	selbst	$\mathrm{\tfrac{u\bar{u} - d\bar{d}}{\sqrt{2}}}\,$ (a)	0134.9766!134,9766(6)	1−	0−+	0	0	0	-17!8,4(5) · 10−17	γ + γ
η-Meson[3]	η	$\mathrm{\tfrac{u\bar{u} + d\bar{d} - 2s\bar{s}}{\sqrt{6}}}\,$ (a)	selbst	$\mathrm{\tfrac{u\bar{u} + d\bar{d} - 2s\bar{s}}{\sqrt{6}}}\,$ (a)	0547.853!547,853(24)	0+	0−+	0	0	0	-19!5,0(3) · 10−19 (b)	γ + γ oder π0 + π0 + π0 oder π+ + π0 + π−
η′-Meson[4]	η′(958)	$\mathrm{\tfrac{u\bar{u} + d\bar{d} + s\bar{s}}{\sqrt{3}}}\,$ (a)	selbst	$\mathrm{\tfrac{u\bar{u} + d\bar{d} + s\bar{s}}{\sqrt{3}}}\,$ (a)	0957.78!957,78(6)	0+	0−+	0	0	0	-21!3,39(16) · 10−21 (b)	π+ + π− + η oder (ρ0 + γ) / (π+ + π− + γ) oder π0 + π0 + η
η-Meson mit Charm-Quarks[5]	ηc(1S)	cc	selbst	cc	2980,3(1,2)	0+	0−+	0	0	0	-23!2,30(17) · 10−23 (b)	siehe Zerfallsmoden ηc
η-Meson mit Bottom-Quarks[6]	ηb(1S)	bb	selbst	bb	9390,9(2,8)	0+	0−+	0	0	0	unbekannt	siehe Zerfallsmoden ηb
Kaon[7]	K+	us	K−	su	0493.677!493,677(16)	1⁄2	0−	1	0	0	-08.3!1,2380(21) · 10−8	μ+ + νμ oder π+ + π0 oder π0 + e+ + νe
Kaon[8]	K0	ds	K0	sd	0497.614!497,614(24)	1⁄2	0−	1	0	0	(c)	(c)
K-Short[9]	KS0	$\mathrm{\tfrac{d\bar{s} - s\bar{d}}{\sqrt{2}}}\,$ (e)	selbst	$\mathrm{\tfrac{d\bar{s} - s\bar{d}}{\sqrt{2}}}\,$ (e)	0497.614!497,614(24) (d)	1⁄2	0−	(e)	0	0	-11!8,953(5) · 10−11	π+ + π− oder π0 + π0
K-Long[10]	KL0	$\mathrm{\tfrac{d\bar{s} + s\bar{d}}{\sqrt{2}}}\,$ (e)	selbst	$\mathrm{\tfrac{d\bar{s} + s\bar{d}}{\sqrt{2}}}\,$ (e)	0497.614!497,614(24) (d)	1⁄2	0−	(e)	0	0	-08.1!5,116(20) · 10−8	π± + e∓ + νe oder π± + μ∓ + νμ oder π0 + π0 + π0 oder π+ + π0 + π−
D-Meson[11]	D+	cd	D−	dc	1869,60(16)	1⁄2	0−	0	+1	0	-12.4!1,040(7) · 10−12	siehe Zerfallsmoden D+
D-Meson[12]	D0	cu	D0	uc	1864,83(14)	1⁄2	0−	0	+1	0	-13.3!4,101(15) · 10−13	siehe Zerfallsmoden D0
D-Meson mit Strangeness[13]	Ds+	cs	Ds−	sc	1968,47(33)	0	0−	+1	+1	0	-13.1!5,00(7) · 10−13	siehe Zerfallsmoden Ds+
B-Meson[14]	B+	ub	B−	bu	5279,17(29)	1⁄2	0−	0	0	+1	-12.1!1,638(11) · 10−12	siehe Zerfallsmoden B+
B-Meson[15]	B0	db	B0	bd	5279,50(30)	1⁄2	0−	0	0	+1	-12.2!1,525(9) · 10−12	siehe Zerfallsmoden B0
B-Meson mit Strangeness[16]	Bs0	sb	Bs0	bs	5366,3(6)	0	0−	−1	0	+1	-12.3!$(1{,}472^{+0{,}024}_{-0{,}026}) \cdot 10^{-12}$	siehe Zerfallsmoden Bs0
B-Meson mit Charm[17]	Bc+	cb	Bc−	bc	6277(6)	0	0−	0	+1	+1	-13.2!4,53(41) · 10−13	siehe Zerfallsmoden Bc+

^(a) Zusammensetzung nur angenähert wegen endlicher Quark-Massen.

^(b) Die PDG gibt die Zerfallsbreite (Γ) an. Die Lebensdauer wurde daraus gemäß τ = ħ/Γ berechnet.

^(c) Eigenzustand der starken Wechselwirkung. Keine bestimmte Lebensdauer (siehe Anmerkungen zu Kaonen).

^(d) Als Massen von K_L und K_S sind die des K⁰ angegeben. Zwischen K_L und K_S gibt es jedoch einen Massenunterschied von etwa 2.2 · 10⁻¹¹ MeV/c².^[10]

^(e) Eigenzustand der schwachen Wechselwirkung, keine bestimmte Strangeness. Zusammensetzung nur angenähert wegen CP-Verletzung (siehe Anmerkungen zu Kaonen).

Vektormesonen

Teilchenname	Teilchen	Antiteilchen	Quark- Zusammensetzung	Masse (MeV/c2)	IG	JPC	S	C	B'	Lebensdauer (s)	zerfällt vorwiegend in (>5% der Zerfälle)
ρ-Meson[18]	ρ+(770)	ρ−(770)	ud	0775.11!775,11(34)	1+	1−	0	0	0	-24!≅ 4,5 · 10−24 (f)(g)	π± + π0
ρ-Meson[18]	ρ0(770)	selbst	$\mathrm{\tfrac{u\bar{u}-d\bar{d}}{\sqrt 2}}\,$	0775.49!775,49(34)	1+	1−−	0	0	0	-24!≅ 4,5 · 10−24 (f)(g)	π+ + π−
ω-Meson[19]	ω(782)	selbst	$\mathrm{\tfrac{u\bar{u} + d\bar{d}}{\sqrt{2}}}\,$	782,65(12)	0−	1−−	0	0	0	-23!7,75(7) · 10−23 (f)	π+ + π0 + π− oder π0 + γ
φ-Meson[20]	φ(1020)	selbst	ss	1019,445(20)	0−	1−−	0	0	0	-22.3!1,55(1) · 10−22 (f)	K+ + K− oder KS + KL oder (ρ + π) / (π+ + π0 + π−)
J/ψ-Meson[21]	J/ψ	selbst	cc	3096,916(11)	0−	1−−	0	0	0	-21.1!7,09(21) · 10−21 (f)	siehe Zerfallsmoden J/ψ(1S)
Υ-Meson[22]	Υ(1S)	selbst	bb	9460,30(26)	0−	1−−	0	0	0	-20.3!1,22(3) · 10−20 (f)	siehe Zerfallsmoden Υ(1S)
Kaon[23]	K*+(892)	K*−(892)	us	891,66(26)	1⁄2	1−	1	0	0	-23.1!≅ 1,30 · 10−23 (f)(g)	siehe Zerfallsmoden K*(892)
Kaon[23]	K*0(892)	K*0(892)	ds	895,94(22)	1⁄2	1−	1	0	0	-23.1!1,35(2) · 10−23 (f)	siehe Zerfallsmoden K*(892)
D-Meson[24]	D*+(2010)	D*−(2010)	cd	2010,25(14)	1⁄2	1−	0	+1	0	-21.2!6,9(19) · 10−21 (f)	D0 + π+ oder D+ + π0
D-Meson[25]	D*0(2007)	D*0(2007)	cu	2006,96(16)	1⁄2	1−	0	+1	0	-22.2!>3,1 · 10−22 (f)	D0 + π0 oder D0 + γ
D-Meson mit Strangeness[26]	Ds*+	Ds*−	cs	2112,3(5)	0	1−	+1	+1	0	-22.1!>3,4 · 10−22 (f)	D*+ + γ oder D*+ + π0
B-Meson[27]	B*+	B*−	ub	5325,1(5)	1⁄2	1−	0	0	+1	unbekannt	B+ + γ
B-Meson[27]	B*0	B*0	db	5325,1(5)	1⁄2	1−	0	0	+1	unbekannt	B0 + γ
B-Meson mit Strangeness[28]	Bs*0	Bs*0	sb	5415,4(1,4)	0	1−	−1	0	+1	unbekannt	Bs0+γ
B-Meson mit Charm(h)	Bc*+	Bc*−	cb	unbekannt	0	1−	0	+1	+1	unbekannt	unbekannt

^(f) Die PDG gibt die Zerfallsbreite (Γ) an. Die Lebensdauer wurde daraus gemäß τ = ħ/Γ berechnet.

^(g) Der exakte Wert hängt von der verwendeten Methode ab. Für Einzelheiten siehe angegebene Referenz.

^(h) Vom Standardmodell vorhergesagt, aber noch nicht beobachtet.

Anmerkungen zu den neutralen Kaonen

Bei den neutralen Kaonen treten zwei Komplikationen auf:^[29]

• Wegen der Mischung der neutralen Kaonen sind das K_S und das K_L keine Eigenzustände der Strangeness. Sie sind aber Eigenzustände der schwachen Kraft, die für ihren Zerfall verantwortlich ist. Daher haben nur diese Teilchenzustände eine bestimmte Lebensdauer.
• Die in der Tabelle angegebenen Linearkombinationen für das K_S und das K_L sind nur näherungsweise richtig, da es eine kleine Korrektur auf Grund der CP-Verletzung gibt. Siehe CP-Verletzung bei Kaonen.

Diese Effekte gibt es grundsätzlich auch bei anderen Flavour-neutralen Mesonen. Die schwachen Eigenzustände werden allerdings nur bei den Kaonen als eigene Teilchen betrachtet, da sie drastisch unterschiedliche Lebensdauern haben.^[29]

Anmerkung zu (fehlenden) Mesonen mit Top-Quarks

Auch wenn die Quark-Zusammensetzungen dt, ut, st, ct, bt, td, tu, ts, tc, tb und tt von der Notation möglich sind, gibt es keine Mesonen mit Top-Quark-Inhalt, da dieses Quark im Gegensatz zu allen anderen Quarks weit vor der Zeit zerfällt, die benötigt wird, um Hadronen (Mesonen oder Baryonen) zu bilden.

Siehe auch

• Liste der Baryonen

Literatur

• K. Namakura et al. (Particle Data Group): Review of Particle Physics. In: Journal of Physics G. 37, Nr. 7A, 2010, S. 075021. Bibcode: 2010JPhG...37g5021N. doi:10.1088/0954-3899/37/7A/075021.
• M.S. Sozzi: Parity. In: Discrete Symmetries and CP Violation: From Experiment to Theory, S. 15–87, Oxford University Press 2008a, ISBN 0199296669
• M.S. Sozzi: Charge Conjugation. In: Discrete Symmetries and CP Violation: From Experiment to Theory, S. 88–120, Oxford University Press 2008a, ISBN 0199296669
• M.S. Sozzi: CP-Symmetry. In: Discrete Symmetries and CP Violation: From Experiment to Theory, S. 231–275, Oxford University Press 2008c, ISBN 019929666
• K. Gottfried, V.F. Weisskopf: Hadronic Spectroscopy: G-parity. In: Concepts of Particle Physics, 2, S. 303–311, Oxford University Press 1986, ISBN 0195033930
• J.W. Cronin (1980): CP Symmetry Violation – The Search for its origin. Nobel Lecture. The Nobel Foundation. Abgerufen am 21. Juni 2011.
• V.L. Fitch (1980): The Discovery of Charge-Conjugation Parity Asymmetry. Nobel Lecture. The Nobel Foundation. Abgerufen am 21. Juni 2011.
• M. Gell-Mann: A Schematic of Baryons and Mesons. In: Physics Letters. 8, Nr. 3, 1964, S. 214–215. Bibcode: 1964PhL.....8..214G. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3.
• E. Wigner: On the Consequences of the Symmetry of the Nuclear Hamiltonian on the Spectroscopy of Nuclei. In: Physical Review. 51, Nr. 2, 1937, S. 106–119. Bibcode: 1937PhRv...51..106W. doi:10.1103/PhysRev.51.106.
• W. Heisenberg: Über den Bau der Atomkerne I. In: Zeitschrift für Physik. 77, Nr. 1-2, 1932, S. 1–11. Bibcode: 1932ZPhy...77....1H. doi:10.1007/BF01342433.
• W. Heisenberg: Über den Bau der Atomkerne II. In: Zeitschrift für Physik. 78, Nr. 3-4, 1932, S. 156–164. Bibcode: 1932ZPhy...78..156H. doi:10.1007/BF01337585.
• W. Heisenberg: Über den Bau der Atomkerne III. In: Zeitschrift für Physik. 80, Nr. 9-10, 1932, S. 587–596. Bibcode: 1933ZPhy...80..587H. doi:10.1007/BF01335696.

Weblinks

• Particle Data Group – The Review of Particle Physics

Einzelnachweise

1. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – π^±
2. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – π⁰
3. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – η
4. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – η′
5. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – η_c
6. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – η_b
7. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – K^±
8. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – K⁰
9. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – K_S⁰
10. ↑ ^{a b} N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – K_L⁰
11. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – D^±
12. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – D⁰
13. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – D_s^±
14. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – B^±
15. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – B⁰
16. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – B_s⁰
17. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – B_c^±
18. ↑ ^{a b} N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – ρ
19. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – ω(782)
20. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – φ
21. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – J/ψ
22. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Υ(1S)
23. ↑ ^{a b} N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – K^*(892)
24. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – D^*±(2010)
25. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – D^*0(2007)
26. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – D_s^*±
27. ↑ ^{a b} N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – B^*
28. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – B_s^*
29. ↑ ^{a b} J.W. Cronin (1980)