Ρ-Meson

ρ-Mesonen (Rho-Mesonen) sind Mesonen mit demselben Quarkinhalt wie Pionen, jedoch mit Spin eins. Sie können daher als Drehimpuls-Anregungen der entsprechenden Pionen angesehen werden und sind Vektormesonen.

Rho-Meson (ρ+,ρ0,ρ−)
Klassifikation
Boson Hadron Meson
Eigenschaften[1]
elektrische Ladung	neutral oder ±1 e
Ruheenergie	775,26(25) MeV
SpinParität	1−
Isospin	1   (Iz = +1,0,-1)
Zerfallsbreite	149,1(8) MeV
Valenzquarks	ρ+: ud ρ−: du ρ0: Mischung aus uu und dd

Beschreibung

Genau wie die Pionen bilden auch die ρ-Mesonen ein Isospin-Triplett. Das bedeutet, dass es drei verschiedene Zustände der ρ-Mesonen gibt: das neutrale ρ⁰, das eine Überlagerung der Zustände uu und dd darstellt

${\displaystyle |\rho ^{0}\rangle ={\frac {1}{\sqrt {2}}}\left(|d{\bar {d}}\rangle -|u{\bar {u}}\rangle \right)}$ ,

sowie die geladenen ρ⁺

${\displaystyle |\rho ^{+}\rangle =|u{\bar {d}}\rangle }$

und ρ⁻

${\displaystyle |\rho ^{-}\rangle =|{\bar {u}}d\rangle }$.

ρ-Mesonen zerfallen zu beinahe 100 % unter der starken Kraft in zwei Pionen.^[2] Dadurch haben sie eine sehr kurze Lebenszeit von etwa 4,5 · 10⁻²⁴ Sekunden bzw. eine sehr große Zerfallsbreite.

ρ-Mesonen konnten erstmals 1961 in Experimenten nachgewiesen werden.^[3][4]

Besonderheiten

ρ-Mesonen sind die leichtesten Teilchen, die unter der starken Wechselwirkung zerfallen. Dies macht sie in der aktuellen Forschung vor allem von theoretischer Seite interessant, da sich an ihrem Beispiel die Dynamik der starken Wechselwirkung studieren lässt. In den letzten Jahren (Stand 2011) wurden zum Beispiel im Rahmen von Gitter-QCD-Rechnungen Streuvorgänge von zwei Pionen simuliert. Daraus konnten Masse und Zerfallsbreite der Resonanz extrahiert werden.^[5]

Siehe auch

• Liste der Mesonen

Einzelnachweise

1. Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus: J. Beringer et al. (Particle Data Group): 2013 Review of Particle Physics. In: Physical Review D. Bd. 86, 2012, 010001 und 2013 partial update for the 2014 edition. Particle Data Group, abgerufen am 22. Mai 2018 (englisch).
2. N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – ρ (PDF-Datei; 191 kB)
3. A.R. Erwin, R. March, W.D. Walker and E. West: Evidence for a π-π Resonance in the I=1, J=1 State. In: Phys. Rev. Lett. Nr. 6, 1961, S. 628–630, doi:10.1103/PhysRevLett.6.628.
4. D.L. Stonehill and H.L. Kraybill: Pion-Pion Interactions in π+-p collisions. In: Rev. Mod. Phys. Nr. 34, 1962, S. 503–507, doi:10.1103/RevModPhys.34.503.
5. X. Feng, K. Jansen un D. Renner: Resonance parameters of the rho-meson from Lattice-QCD. In: Phys. Rev. D. Nr. 83, 2011, S. 094505, doi:10.1103/PhysRevD.83.094505.