Hadron? Baryon? Meson? Mi micsoda? Ki kicsoda? És miért ragaszkodnak a fizikusok ahhoz, hogy szinte minden részecske nevére ráaggassák az “on” utótagot?
Az NFL-től eltérően a középiskolai futballban gyakori, hogy a csapat mezén nem a játékosok neve díszeleg. Ez nagyon zavaróvá teheti a meccsnézést az alkalmi néző számára. Míg a szakértők gondolkodás nélkül tudják, hogy ki kicsoda, az alkalmi néző könnyen elveszítheti a fonalat, hogy melyik játékos melyik, ha nincs egy lista, amely összekapcsolja az egyes mezszámokat a játékos nevével.
A részecskefizikában ugyanezek a problémák vannak a részecskék “on”-ra végződő neveivel. Ez elég ahhoz, hogy hatalmas fejfájást okozzon. A bennfentesek rögtön felismerik őket, de a nem szakértők számára egy őket azonosító lista nagyon hasznos lenne. Az e heti Dióhéjban hármat azonosítunk közülük, és elmagyarázzuk, hogyan kapcsolódnak egymáshoz. A részecskék három osztálya a hadronok, a mezonok és a barionok.
Először is, mindhárom kifejezés a részecskék osztályait azonosítja. A hadronok olyan részecskék, amelyek az erős magerőt tapasztalják. Ez azt jelenti, hogy kvarkokat tartalmaznak. A barion a hadronok egy típusa, és három kvarkot tartalmaz. A mezon szintén a hadronok egy típusa, és egy kvarkot és egy antikvarkot tartalmaz. Az állatvilággal analógiát vonva a hadron kifejezés az állat kifejezésnek felel meg, míg a mezon és a barion kifejezések az emlős és a hüllő besorolásoknak felelhetnek meg.
Történelmileg a barion elnevezés nehéz szubatomi részecskét jelentett, míg a mezon kifejezést a sokkal kisebb tömegű részecskékre adták. Ez a szavak görög etimológiai gyökereiből – “barys” a nehéz és “mesos” a köztes – látható. (Léteznek leptonoknak nevezett részecskék is, a görög “leptosz” szóból, ami könnyű, de ezek a részecskék nem hadronok, és itt nem tárgyaljuk őket). Az 1960-as években a barionok nehéz részecskékként és a mezonok köztes tömegű részecskékként való azonosítása abszolút volt. A nehezebb charm és bottom kvark felfedezése azonban tönkretette ezt a kapcsolatot – kiderült, hogy olyan mezonokat alkothatnak, amelyek nehezebbek, mint a legkorábban felfedezett barionok. Így a modern világban a kvarktartalom az egyetlen dolog, ami egy hadront barionként vagy mezonként azonosít.
A mezonok és a barionok közös vonása, hogy bár az őket alkotó kvarkok színt hordoznak, ők maguk nem – színsemlegesek. Vagyis a kvark- és gluon-összetevőik hordozzák az erős erő töltését, nem pedig az őket alkotó mezonok és barionok.
Röviden, a hadronok kvarkokat tartalmazó részecskék. A barionok három kvarkot tartalmazó hadronok, a mezonok pedig egy kvarkot és egy antikvarkot tartalmazó hadronok. Remélhetőleg legközelebb, amikor ezekkel a kifejezésekkel találkozik, nem kell majd a Tylenolért nyúlnia.
-Don Lincoln
Meghatározást szeretne egy kifejezésre? Kérdése van? Írjon e-mailt a [email protected].
A barionok és a mezonok a hadronok példái. Minden olyan részecske, amely kvarkokat tartalmaz és az erős magerőt tapasztalja, hadron. A barionokban három kvark van, míg a mezonokban egy kvark és egy antikvark.