¿Partículas y antipartículas se aniquilan cuando se encuentran? Como sabemos, un electrón y un positrón se aniquilarán cuando se encuentren. Sin embargo, muchos quarks y antiquarks no se aniquilan, sino que coexitan como mesones. Por ejemplo, un pion neutral$\pi^{0}$ se compone de$u, \overline{u}, d, \overline{d}$; un mesón$\eta$ se compone de$u, \overline{u}, d, \overline{d}, s, \overline{s}$; un mesón$\eta_{c}$ se compone de$c, \overline{c}$; un mesón$\phi$ se compone de$s, \overline{s}$; y un mesón$\Upsilon$ se compone de$b, \overline{b}$. ¿Por qué estos pares quark-antiquark no aniquilan?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Fernando Briano
Puntos
3704
Los mesones son inestables y decaen , ya sea a través de la débil desintegración de un quark en el caso de cargos, o porque quark + antiquark aniquilar en el neutro a través de la interacción fuerte. La interacción fuerte, que permite también otros decae, sin exterminios por la capacidad de los gluones para generar un quark antiquark par y crear nuevas resonancias o partículas ( por ejemplo phi a K+K-) si la energía es suficiente y números cuánticos de conservación lo permita .
El pi0 sólo puede caries electromagnéticamente, quark aniquilando en antiquark y dando dos fotones, porque no hay nada compuestas de quarks puede caries a través de la interacción fuerte. Ejemplo, el phi, la cual tiene una relación de derivación a s s_bar y puede decaer a rho de pi, es decir, el s aniquila en el s_bar, (que también se encuentran en el K+K-). La descomposición es muy rápida porque es una fuerte interacción.
En las interacciones, se forma un temporal de estado asociado . Similar a la positronium estado unida, pero mucho más complicado debido a la interacción fuerte. Dadas las condiciones apropiadas, un estado asociado existe temporalmente, pero hay una probabilidad de aniquilar a partir de una superposición de las wavefunctions. Cuando se mira en el Y se desintegra (página 147) hay muchos canales abiertos por los números cuánticos y la energía por lo que algunos se desintegra llevar a la b b_bar a través de, pero la dominante implican una aniquilación.
Por CIERTO, dentro de un protón, quark antiquark par son continuamente creados y aniquilados, por ejemplo.
eremelis
Puntos
8
El meson de describir se compone de un quark y su antiquarks y son llamados quarkonia. Por supuesto, todos los mesones son inestables, pero no necesariamente de la caries a través de la aniquilación.
Cuando usted dice "aniquilar", usted probablemente piensa en un proceso de $$ q\bar q \longrightarrow \text{single intermediate particle}\longrightarrow \text{decay products}\,.$$
Sin embargo, este proceso está prohibido fpor QCD, donde el intermedio de la partícula sería un gluon, porque el mesón es de color neutro. Por lo tanto, sólo electrodébil decae son posibles (a través de $\gamma$ o $Z$). Dependiendo del estado, puede ser adicional cantidades conservadas (spin, paridad) que prohíben directa aniquilación de este tipo, por ejemplo, el$c\bar c$$\eta_c$$J=0$, por lo que no puede decaer en un intermedio bosón vectorial. Y por último, aun cuando la aniquilación es posible, puede que no sea la dominante del modo de desintegración, como directo electrodébil aniquilación compite con QCD procesos de circuito o débil decaimientos de quarks pesados.
(Tenga en cuenta que, en general, meson propiedades son bastante difícil de calcular debido a la no perturbativa de la naturaleza de QCD a bajas energías.)
