Méson
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Un méson est, en physique des particules, une particule composite (c’est-à-dire non élémentaire) composée d'un nombre pair de quarks et d'antiquarks.
Le terme « méson » vient du grec Modèle:Grec ancien, meson, qui signifie « le milieu, la juste mesure ».
Caractéristiques
Les mésons sont des hadrons possédant un spin entier, et donc appartiennent à la famille des bosons.
Dans le modèle standard, les mésons sont des composés d'un nombre pair de quarks et d'antiquarks. Tous les mésons sont instables et possèdent une durée de vie moyenne très courte.
Familles
La famille des mésons est composée :
- de mésons formés d'une paire quark-antiquark — les quarks de valence — ;
- et d'une « mer » de mésons formés de paires quark-antiquark et de gluons.
Les quarks de valence d'un méson peuvent exister comme superposition d'états de saveur ; par exemple, le pion neutre π0 n'est pas formé d'une paire up-antiup ou down-antidown mais d'une superposition des deux. Les mésons pseudoscalaires (de spin 0 et parité impaire) possèdent une énergie au repos minimale, leurs quarks possédant un spin opposé, tandis que les mésons vecteurs (de spin 1) possèdent deux quarks ayant un spin parallèle.
Liste
Cette table présente les caractéristiques de quelques mésons. Elle n'est pas exhaustive.
| Famille | Symbole | Antiparticule | Quarks | Spin | Masse (MeV/c2) |
S | C | B | Durée de vie (s) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pion | π+ | π– | ud̄ | 0 | 139,6 | 0 | 0 | 0 | Modèle:Nb |
| π– | π+ | ūd | 0 | 139,6 | 0 | 0 | 0 | Modèle:Nb | |
| π0 | Lui-même | (uū - dd̄)/√2Modèle:Note | 0 | 135,0 | 0 | 0 | 0 | Modèle:Nb | |
| Kaon | K+ | K– | us̄ | 0 | 493,7 | +1 | 0 | 0 | Modèle:Nb |
| K– | K+ | ūs | 0 | 493,7 | -1 | 0 | 0 | Modèle:Nb | |
| K0 | K̄0 | ds̄ | 0 | 497,7 | +1 | 0 | 0 | —Modèle:Note | |
| KS0 | KS0 | (ds̄ - sd̄)/√2<ref group=alpha name=superposition/> | 0 | 497,7 | —Modèle:Note | 0 | 0 | Modèle:Nb | |
| KL0 | KL0 | (ds̄ + sd̄)/√2<ref group=alpha name=superposition/> | 0 | 497,7 | —<ref group=alpha name=kaon_strangeness/> | 0 | 0 | Modèle:Nb | |
| Êta | η0 | Lui-même | (uū + dd̄ - 2ss̄)/√6<ref group=alpha name=superposition/> | 0 | 548,8 | 0 | 0 | 0 | Modèle:Nb |
| η' | Lui-même | (uū + dd̄ - ss̄)/√3<ref group=alpha name=superposition/> | 0 | 957,8 | 0 | 0 | 0 | Modèle:Nb | |
| ηc | Lui-même | cc– | 0 | 2 980,3 | 0 | 0 | 0 | Modèle:Nb | |
| ηb | Lui-même | bb– | 0 | 9 390,9 | 0 | 0 | 0 | - | |
| Rho | ρ+ | ρ– | ud̄ | 1 | 770 | 0 | 0 | 0 | Modèle:Nb |
| ρ– | ρ+ | ūd | 1 | 770 | 0 | 0 | 0 | Modèle:Nb | |
| ρ0 | Lui-même | (uū - dd̄)/√2<ref group=alpha name=superposition/> | 1 | 770 | 0 | 0 | 0 | Modèle:Nb | |
| Phi | φ | Lui-même | ss̄ | 1 | 1 020 | 0 | 0 | 0 | Modèle:Nb |
| D | D+ | D– | cd̄ | 0 | 1 869,4 | 0 | +1 | 0 | Modèle:Nb |
| D– | D+ | c̄d | 0 | 1 869,4 | 0 | -1 | 0 | Modèle:Nb | |
| D0 | D̄0 | cū | 0 | 1 864,6 | 0 | +1 | 0 | Modèle:Nb | |
| D̄0 | D0 | c̄u | 0 | 1 864,6 | 0 | -1 | 0 | Modèle:Nb | |
| DS+ | DS– | cs̄ | 0 | 1 969 | +1 | +1 | 0 | Modèle:Nb | |
| DS– | DS+ | c̄s | 0 | 1 969 | -1 | -1 | 0 | Modèle:Nb | |
| J/Ψ | J/ψ | Lui-même | cc̄ | 1 | 3 096,9 | 0 | 0 | 0 | Modèle:Nb |
| B | B+ | B– | ub̄ | 0 | 5 279 | 0 | 0 | +1 | Modèle:Nb |
| B– | B+ | ūb | 0 | 5 279 | 0 | 0 | -1 | Modèle:Nb | |
| B0 | B0 | db̄ | 0 | 5 279 | 0 | 0 | +1 | Modèle:Nb | |
| Upsilon | ϒ | Lui-même | bb̄ | 1 | 9 460,4 | 0 | 0 | 0 | Modèle:Nb |
Historique
Avant la découverte des quarks, les mésons étaient considérés comme les vecteurs de l'interaction forte. En particulier, l'interaction entre les nucléons peut s'interpréter comme l'échange de pions virtuels, fournissant la partie attractive du potentiel de Yukawa.
Le premier méson découvert fut le pion, en 1947 (le muon, découvert en 1936, fut initialement nommé « méson µ », mais fut par la suite reconnu comme un lepton). Initialement, Hideki Yukawa avait nommé ces particules des « mésotrons », mais Werner Heisenberg — dont le père était professeur de grec à l'Université de Munich — lui fit remarquer que le terme grec mesos ne possédait pas de tr, d'où le terme de « méson ».
Dans les années 1950, les physiciens étudient les « gerbes » de mésons produits à partir de collisions nucléon-nucléon à très grande énergie <ref>Hoang, T. F. (1953). Sur la production des mésons dans les collisions nucléon-nucléon à très grande énergie. J. phys. radium, 14(6), 395-406</ref> et identifient deux grandes familles de mésons, répondant respectivement l'une à la théorie de Heisenberg et l’autre à la théorie de Fermi.
Notes et références
Notes
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Références
Voir aussi
Bibliographie
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- Sakurai, J. J. (1962). Possible Existence of a T= 0 Vector Meson at 1020 MeV. Physical Review Letters, 9(11), 472.Review Letters, 87(9), 091802.
Articles connexes
Liens externes
- {{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Caractéristiques des mésons d'après le Particle Data Group
