로 중간자
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1. 개요
로 중간자는 1961년 로렌스 버클리 국립 연구소에서 발견된 쿼크와 반쿼크의 결합 상태로, 파이온의 여기 상태이다. 스핀 1을 가지는 벡터 중간자이며, 파이온보다 질량이 훨씬 크다. 로 중간자는 전하를 띤 로 중간자(ρ⁺, ρ⁻)와 중성 로 중간자(ρ⁰)로 나뉜다.
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로 중간자 | |
---|---|
입자 정보 | |
이름 | 로 중간자 |
구성 | ρ⁻: u̅d, ρ⁰: u̅u−dd̅, ρ⁺: u̅d |
가족 | 보손 |
무리 | 중간자 |
세대 | 1 |
기호 | ρ(770)±, ρ(770)0 |
질량 | ρ(770)⁰: 775.26(25) MeV/c² ρ(770)±:775.11(34) MeV/c² |
전하 | ρ⁰: 0, ρ±: ±1 |
색전하 | 0 |
스핀 | 1 |
붕괴 입자 | |
일반 정보 | |
이름 | Rho meson (로 중간자) |
종류 수 | 3 |
통계 | 보손 |
그룹 | 중간자 |
상호작용 | 강력, 약력, 중력 및 전자기력 |
반입자 | : : 자기 자신 |
기호 | , , 및 |
질량 | ~770 MeV/c² |
평균 수명 | ~4.5 × 10⁻²⁴ s |
붕괴 입자 | : + : + |
전기 전하 | : ±1 e : 0 e |
색 전하 | 0 |
스핀 | 1 |
아이소 스핀 | : ±1 : 0 |
초전하 | 0 |
패리티 | −1 |
C-패리티 | −1 |
추가 정보 | |
질량 (ρ±) | 775.45 ± 0.04 MeV |
질량 (ρ⁰) | 775.26 ± 0.25 MeV |
질량 차이 (ρ+ - ρ0) | 0.7 MeV |
붕괴 폭 | 145 MeV |
cτ | 5 × 10⁻⁵ m |
2. 역사
1961년, 여러 차례의 실패 끝에, 로렌스 버클리 국립 연구소에서 로 중간자와 오메가 중간자가 발견되었다.[4]
로 중간자는 쿼크와 반쿼크의 결합 상태로, 파이온의 여기 상태이다. 파이온과 달리 로 중간자는 스핀 ''j'' = 1 (벡터 중간자)을 가지며 질량이 훨씬 더 크다. 파이온과 로 중간자 사이의 이러한 질량 차이는 쿼크와 반쿼크 사이의 큰 초미세 상호작용 때문이다. De Rujula–Georgi–Glashow 설명은 파이온의 가벼움을 손지르 대칭성 파괴의 결과가 아닌 우연의 결과로 귀속시킨다는 비판을 받는다.[7]
로 중간자는 쿼크와 반쿼크의 결합으로 이루어져 있으며, 파이온의 여기 상태이다. 파이온과 달리 로 중간자는 스핀 ''j'' = 1 (벡터 중간자)을 가지며 질량이 훨씬 크다. 이러한 질량 차이는 쿼크와 반쿼크 사이의 큰 초미세 상호작용 때문이다.
3. 구성
로 중간자는 지역적 특성이 유도 중력(양자 색역학(QCD)에서 발생)인 자발적 대칭성 파괴 게이지 대칭성의 게이지 보존으로 생각할 수 있다. 이 파괴된 게이지 대칭성(숨겨진 지역 대칭성)은 맛에 작용하는 전역 대칭성 손지르 대칭성과는 구별된다. 하워드 조지는 "손지르 대칭성의 벡터 극한" 논문에서 숨겨진 지역 대칭성에 대한 많은 문헌을 비선형 시그마 모델로 돌렸다.[7]
4. 종류 및 특성
로 중간자는 자발적 대칭성 파괴의 게이지 보존으로 생각할 수 있다. 이 파괴된 게이지 대칭성은 맛에 작용하는 전역적 대칭성 손지르 대칭성과는 다르다.
로 중간자는 전하를 띤 로 중간자(ρ⁺, ρ⁻)와 중성 로 중간자(ρ⁰)로 나뉜다. 전하를 띤 로 중간자는 위 쿼크와 반 아래 쿼크 (ρ⁺) 또는 아래 쿼크와 반 위 쿼크 (ρ⁻)로 구성되며, 중성 로 중간자는 위 쿼크와 반 위 쿼크, 아래 쿼크와 반 아래 쿼크의 선형 결합으로 구성된다.입자 이름 입자 기호 반입자 기호 쿼크 구성[7] 질량 (MeV/c2)[8] IG JPC S C B' 평균 수명 (s)[8] 일반적으로 붕괴됨 (붕괴의 5% 이상) 전하를 띤 로 중간자[9] (770) (770) 1+ 1− 0 0 0 [10] 중성 로 중간자[9] (770) 자기 자신 1+ 1−− 0 0 0 [10]
4. 1. 전하를 띤 로 중간자 (ρ⁺, ρ⁻)
전하를 띤 로 중간자(ρ⁺, ρ⁻)는 위 쿼크와 반 아래 쿼크 (ρ⁺) 또는 아래 쿼크와 반 위 쿼크 (ρ⁻)로 구성된다.[7] 질량은 약 MeV/c²이다.[8] 아이소스핀은 1, G-패리티는 +, 총 각운동량은 1, 패리티는 - 이다. 평균 수명은 약 초이며,[10] 주로 파이온⁺와 파이온⁰로 붕괴한다.
입자 이름 | 입자 기호 | 반입자 기호 | 쿼크 구성 | 질량 (MeV/c²) | IG | JPC | S | C | B' | 평균 수명 (s) | 일반적으로 붕괴됨 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
전하를 띤 로 중간자 | (770) | (770) | 1+ | 1− | 0 | 0 | 0 | [10] |
4. 2. 중성 로 중간자 (ρ⁰)
위 쿼크와 반 위 쿼크, 아래 쿼크와 반 아래 쿼크의 선형 결합으로 구성된다.:
질량은 약 MeV/c²이다. 아이소스핀은 1, G-패리티는 +, 총 각운동량은 1, 패리티와 C-패리티는 - 이다.[9] 평균 수명은 약 초이며,[10] 주로 파이온+ 와 파이온-로 붕괴한다.[9]
참조
[1]
논문
Review of Particle Physics
[2]
문서
There should be a small mass difference between the Rho+ and the Rho0 that can be attributed to the electromagnetic self-energy of the particle as well as a small effect due to isospin breaking arising from the light quark masses; however, the current experimental limit is that this mass difference is less than 0.7 MeV.
[3]
문서
Neutral rho mesons can decay to a pair of electrons or muons which occurs with a branching ratio of 5e-5. This decay of the neutral rho to leptons can be interpreted as a mixing between the photon and rho. In principle the charged rho mesons mix with the weak vector bosons and can lead to decay to an electron or muon plus a neutrino; however, this has never been observed.
[4]
논문
Discovery of omega meson-first neutral vector meson: one researcher's personal account - Discovery story
[5]
논문
Hadron masses in a gauge theory
American Physical Society (APS)
1975-07-01
[6]
논문
Vector realization of chiral symmetry
Elsevier BV
[7]
문서
C. Amsler et al. (2008): Quark Model
http://pdg.lbl.gov/2[...]
[8]
문서
The exact value depends on the method used. See the given reference for detail. In the table, data used is from tau decays and electron–positron annihilation.
[9]
문서
C. Amsler et al. (2008): Particle listings – ρ
http://pdg.lbl.gov/2[...]
[10]
문서
PDG reports the resonance width (Γ). Here the conversion τ = ħ/Γ is given instead.
[11]
문서
C. Amsler et al. (2008): Quark Model
http://pdg.lbl.gov/2[...]
[12]
문서
C. Amsler et al. (2008): Particle listings – ρ
http://pdg.lbl.gov/2[...]
[13]
저널
http://pdg8.lbl.gov/[...]
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