Mezon

Mezonlar ⓘ
	Spin 0 mezonları bir nonet oluşturur
Kompozisyon	Bileşik kuarklar ve antikuarklar
İstatistikler	Bosonic
Aile	Hadronlar
Etkileşimler	Güçlü, zayıf, elektromanyetik ve yerçekimi
Teorileştirilmiş	Hideki Yukawa (1935)
Keşfedildi	1947
Türleri	~140 (Liste)
Kütle	134,9 MeV/c2'den (; π0; ); 9.460 GeV/c2'ye (; ϒ; )
Elektrik yükü	-1 e, 0 e, +1 e
Spin	0, 1

Parçacık fiziğinde mezonlar (/ˈmiːzɒnz/ veya /ˈmɛzɒnz/), güçlü etkileşimlerle birbirine bağlanmış, genellikle her birinden birer tane olmak üzere eşit sayıda kuark ve antikuarktan oluşan hadronik atom altı parçacıklardır. Mezonlar kuark alt parçacıklarından oluştukları için anlamlı bir fiziksel boyuta, kabaca bir femtometre (1×10-15 m) çapa, yani bir proton veya nötronun yaklaşık 0,6 katı büyüklüğe sahiptirler. Tüm mezonlar kararsızdır, en uzun ömürlü olanları mikrosaniyenin yalnızca birkaç yüzde biri kadar sürer. Daha ağır mezonlar daha hafif mezonlara ve nihayetinde kararlı elektronlara, nötrinolara ve fotonlara bozunur. ⓘ

Çekirdeğin dışında mezonlar doğada yalnızca kozmik ışınlar (yüksek enerjili protonlar ve nötronlar) ve baryonik madde gibi kuarklardan oluşan parçacıklar arasındaki çok yüksek enerjili çarpışmaların kısa ömürlü ürünleri olarak ortaya çıkar. Mezonlar rutin olarak siklotronlarda veya diğer hızlandırıcılarda protonların, antiprotonların veya diğer parçacıkların çarpışmalarında yapay olarak üretilir. ⓘ

Daha yüksek enerjili (daha kütleli) mezonlar Büyük Patlama'da anlık olarak yaratılmıştır, ancak bugün doğada bir rol oynadıkları düşünülmemektedir. Bununla birlikte, bu tür ağır mezonlar, daha ağır mezonları oluşturan daha ağır kuark türlerinin doğasını anlamak için parçacık hızlandırıcı deneylerinde düzenli olarak yaratılır. ⓘ

Mezonlar, basitçe iki veya daha fazla kuarktan oluşan parçacıklar olarak tanımlanan hadron parçacık ailesinin bir parçasıdır. Hadron ailesinin diğer üyeleri baryonlardır: tek sayıda değerlik kuarkından (en az 3) oluşan atom altı parçacıklar ve bazı deneyler, iki kuarktan (bir kuark ve bir anti kuark) oluşan geleneksel değerlik kuark içeriğine sahip olmayan, ancak 4 veya daha fazla olan egzotik mezonların kanıtlarını göstermektedir. ⓘ

Kuarkların spini 1/2 olduğundan, mezonlar ve baryonlar arasındaki kuark sayısı farkı, geleneksel iki kuarklı mezonların bozon, baryonların ise fermiyon olmasıyla sonuçlanır. ⓘ

Her mezon türünün, kuarkların karşılık gelen antikuarklarla yer değiştirdiği ve bunun tersinin de geçerli olduğu karşılık gelen bir karşıt parçacığı (antimeson) vardır. Örneğin, pozitif bir pion (
π⁺
) bir yukarı kuark ve bir aşağı antikuarktan oluşur; ve ona karşılık gelen antiparçacık, negatif pion (
π⁻
), bir yukarı antikuark ve bir aşağı kuarktan oluşur. ⓘ

Mezonlar kuarklardan oluştukları için hem zayıf hem de güçlü etkileşimlere katılırlar. Net elektrik yüküne sahip mezonlar elektromanyetik etkileşime de katılırlar. Mezonlar kuark içeriklerine, toplam açısal momentumlarına, paritelerine ve C-paritesi ve G-paritesi gibi çeşitli diğer özelliklerine göre sınıflandırılırlar. Hiçbir mezon kararlı olmamasına rağmen, düşük kütleli olanlar daha büyük kütleli olanlardan daha kararlıdır ve bu nedenle parçacık hızlandırıcılarında veya kozmik ışın deneylerinde gözlemlenmesi ve incelenmesi daha kolaydır. En hafif mezon grubu, en hafif baryon grubundan daha az kütlelidir, yani deneylerde daha kolay üretilirler ve bu nedenle bazı yüksek enerji fenomenlerini baryonlardan daha kolay sergilerler. Ancak mezonlar oldukça kütleli olabilir: örneğin, J/Psi mezonu (
J/ψ
) içeren tılsım kuarkı, ilk kez 1974'te görülmüştür ve protondan yaklaşık üç kat daha büyüktür ve upsilon mezonu (
ϒ
) ilk kez 1977'de görülen alt kuarkı içerir ve yaklaşık on kat daha büyüktür. ⓘ

Tarih

Hideki Yukawa, 1934 yılında teorik değerlendirmelerden yola çıkarak atom çekirdeklerini bir arada tutan nükleer kuvvetin taşıyıcısı olarak "mezon "un varlığını ve yaklaşık kütlesini öngördü. Eğer nükleer kuvvet olmasaydı, iki veya daha fazla protona sahip tüm çekirdekler elektromanyetik itme nedeniyle birbirinden ayrılırdı. Yukawa taşıyıcı parçacığına Yunanca "ara" anlamına gelen μέσος mesos kelimesinden gelen mezon adını verdi, çünkü tahmin edilen kütlesi elektron ile elektronun yaklaşık 1.836 katı kütleye sahip protonun kütlesi arasındaydı. Yukawa ya da müonu keşfeden Carl David Anderson başlangıçta parçacığa "mezotron" adını vermişti, ancak fizikçi Werner Heisenberg (babası Münih Üniversitesi'nde Yunanca profesörüydü) tarafından düzeltildi. Heisenberg, Yunanca "mesos" kelimesinde "tr" olmadığını belirtmiştir. ⓘ

Yukawa'nın mezonu için ilk aday, modern terminolojide müon olarak bilinen, 1936 yılında Carl David Anderson ve diğerleri tarafından kozmik ışın etkileşimlerinin bozunma ürünlerinde keşfedildi. "Mü mezonu" Yukawa'nın güçlü nükleer kuvvet taşıyıcısı olmak için yaklaşık doğru kütleye sahipti, ancak sonraki on yıl boyunca bunun doğru parçacık olmadığı ortaya çıktı. Sonunda "mu mezon "un güçlü nükleer etkileşime hiç katılmadığı, bunun yerine elektronun ağır bir versiyonu gibi davrandığı anlaşıldı ve sonunda bir mezondan ziyade elektron gibi bir lepton olarak sınıflandırıldı. Fizikçiler bu seçimi yaparken parçacık kütlesi dışındaki özelliklerin sınıflandırmayı kontrol etmesi gerektiğine karar verdiler. ⓘ

İkinci Dünya Savaşı (1939-1945) sırasında atomaltı parçacık araştırmalarında yıllarca gecikmeler oldu ve çoğu fizikçi savaş zamanı gereklilikleri için uygulamalı projelerde çalıştı. Ağustos 1945'te savaş sona erdiğinde, birçok fizikçi yavaş yavaş barış zamanı araştırmalarına geri döndü. Keşfedilen ilk gerçek mezon, daha sonra "pi mezonu" (veya pion) olarak adlandırılacak olan mezondur. Bu keşif 1947 yılında, İngiltere'deki Bristol Üniversitesi'nde kozmik ışın ürünlerini araştıran Cecil Powell, Hugh Muirhead, César Lattes ve Giuseppe Occhialini tarafından And dağlarına yerleştirilen fotoğraf filmlerine dayanarak yapıldı. Bu mezonlardan bazıları zaten bilinen mu "mezonu" ile yaklaşık aynı kütleye sahipti, ancak ona bozunuyor gibi görünüyordu, bu da fizikçi Robert Marshak'ın 1947'de bunun aslında yeni ve farklı bir mezon olduğu hipotezini ortaya atmasına yol açtı. Sonraki birkaç yıl içinde, daha fazla deney pionun gerçekten de güçlü etkileşimlere dahil olduğunu gösterdi. Pionun (sanal bir parçacık olarak) atom çekirdeklerindeki nükleer kuvvetin birincil kuvvet taşıyıcısı olduğuna da inanılmaktadır. Sanal rho mezonları gibi diğer mezonlar da bu kuvvete aracılık etmektedir, ancak daha az ölçüde. Pion'un keşfinin ardından Yukawa, öngörüleri nedeniyle 1949 Nobel Fizik Ödülü'ne layık görülmüştür. ⓘ

Geçmişte bir süre mezon kelimesi bazen zayıf etkileşime aracılık eden "Z⁰ mezonu" gibi herhangi bir kuvvet taşıyıcısı anlamında kullanılmıştır. Ancak, bu kullanım gözden düşmüştür ve mezonlar artık kuark ve antikuark çiftlerinden oluşan parçacıklar olarak tanımlanmaktadır. ⓘ

Genel bakış

Spin, yörüngesel açısal momentum ve toplam açısal momentum

Spin (kuantum sayısı S) bir parçacığın "içsel" açısal momentumunu temsil eden vektörel bir niceliktir. 1/2 $ħ$ 'lik artışlarla gelir. ⓘ

Kuarklar fermiyonlardır-özellikle bu durumda spinleri 1/2 olan parçacıklardır ( S = 1/2 ). Spin izdüşümleri 1'lik artışlarla (yani 1 $ħ$ ) değiştiğinden, tek bir kuark 1/2 uzunluğunda bir spin vektörüne sahiptir ve ( Sz = +1/2 veya Sz = -+1/2 ) olmak üzere iki spin izdüşümüne sahiptir. İki kuarkın spinleri hizalanmış olabilir, bu durumda iki spin vektörü, üç olası spin izdüşümü ( Sz = +1, Sz = 0 ve Sz = -1) ile S = 1 uzunluğunda bir vektör yapmak için toplanır ve bunların kombinasyonuna vektör mezonu veya spin-1 üçlüsü denir. Eğer iki kuark zıt hizalanmış spinlere sahipse, spin vektörleri toplanarak S = 0 uzunluğunda bir vektör ve skaler mezon ya da spin-0 singlet olarak adlandırılan tek bir spin izdüşümü ( Sz = 0 ) oluşturur. Mezonlar bir kuark ve bir antikuarktan oluştukları için, üçlü ve tekli spin durumlarında bulunurlar. Sonunculara paritelerine bağlı olarak skaler mezonlar veya psödoskalar mezonlar denir (aşağıya bakınız). ⓘ

Yörüngesel açısal momentum (kuantum sayısı $L$ ) olarak adlandırılan ve kuarkların birbirlerinin yörüngesinde dönmelerinden kaynaklanan açısal momentum olan kuantize açısal momentumun başka bir miktarı daha vardır ve bu da 1 $ħ$ 'lik artışlarla gelir. Bir parçacığın toplam açısal momentumu (kuantum sayısı $J$ ), iki içsel açısal momentumun (spin) ve yörüngesel açısal momentumun birleşimidir. $J$ = | $L$ - S| 'den $J$ = | $L$ + S| 'ye kadar 1'lik artışlarla herhangi bir değer alabilir. ⓘ

$L$ = 0, 1, 2, 3 için mezon açısal momentum kuantum sayıları ⓘ
$S$	$L$	$P$	$J$	$J$ ^$P$
0	0	−	0	0⁻
	1	+	1	1⁺
	2	−	2	2⁻
	3	+	3	3⁺
1	0	−	1	1⁻
	1	+	2, 0	2⁺, 0⁺
	2	−	3, 1	3⁻, 1⁻
	3	+	4, 2	4⁺, 2⁺

Parçacık fizikçileri en çok yörüngesel açısal momentumu olmayan ( $L$ = 0) mezonlarla ilgilenmektedir, bu nedenle en çok çalışılan iki mezon grubu $S$ = 1; $L$ = 0 ve $S$ = 0; $L$ = 0'dır, bu da $J$ = 1 ve $J$ = 0'a karşılık gelir, ancak bunlar tek değildir. $S$ = 0 ve $L$ = 1'den $J$ = 1 parçacıkları elde etmek de mümkündür. $S$ = 1, $L$ = 0 ve $S$ = 0, $L$ = 1 mezonları arasında nasıl ayrım yapılacağı mezon spektroskopisinde aktif bir araştırma alanıdır. ⓘ

P-parite

$P$ -paritesi sol-sağ paritesi veya uzaysal paritedir ve keşfedilen birkaç "parite "den ilkidir ve bu nedenle genellikle sadece "parite" olarak adlandırılır. Eğer evren bir aynaya yansısaydı, fizik yasalarının çoğu aynı olurdu - "sol" ve "sağ" dediğimiz şeylerden bağımsız olarak her şey aynı şekilde davranırdı. Bu ayna yansıması kavramına parite ( $P$ ) denir. Kütleçekimi, elektromanyetik kuvvet ve güçlü etkileşim, evrenin bir aynada yansıtılıp yansıtılmadığına bakılmaksızın aynı şekilde davranır ve bu nedenle pariteyi ( $P$ -simetri) korudukları söylenir. Ancak zayıf etkileşim, parite ihlali ( $P$ -violation) adı verilen bir olguyla "sol "u "sağ "dan ayırır. ⓘ

Buna dayanarak, eğer her bir parçacığın dalga fonksiyonu (daha doğrusu her bir parçacık tipinin kuantum alanı) aynı anda ayna tersine çevrilirse, yeni dalga fonksiyonları kümesinin fizik yasalarını (zayıf etkileşim dışında) mükemmel bir şekilde karşılayacağı düşünülebilir. Bunun tam olarak doğru olmadığı ortaya çıktı: Denklemlerin karşılanması için, belirli parçacık türlerinin dalga fonksiyonlarının ayna tersine çevrilmesine ek olarak -1 ile çarpılması gerekir. Bu tür parçacık türlerinin negatif veya tek pariteye ( $P$ = -1 veya alternatif olarak $P$ = -) sahip olduğu söylenirken, diğer parçacıkların pozitif veya çift pariteye ( $P$ = +1 veya alternatif olarak $P$ = +) sahip olduğu söylenir. ⓘ

Mezonlar için parite, yörüngesel açısal momentum ile şu bağıntı ile ilişkilidir:

P=\left(-1\right)^{L+1}

ⓘ

Burada $L$ , dalga fonksiyonunun karşılık gelen küresel harmoniğinin paritesinin bir sonucudur. "+1", Dirac denklemine göre bir kuark ve bir anti-kuarkın zıt içsel paritelere sahip olmasından kaynaklanır. Bu nedenle, bir mezonun içsel paritesi, kuark (+1) ve antikuarkın (-1) içsel paritelerinin çarpımıdır. Bunlar farklı olduğundan, çarpımları -1'dir ve bu nedenle üstelde görünen "+1 "e katkıda bulunur. ⓘ

Sonuç olarak, yörüngesel açısal momentumu olmayan ( $L$ = 0) tüm mezonlar tek pariteye ( $P$ = -1) sahiptir. ⓘ

C-paritesi

$C$ -paritesi sadece kendi antiparçacığı olan mezonlar (yani nötr mezonlar) için tanımlanır. Mezonun dalga fonksiyonunun, kuarkları ile anti-kuarklarının değişimi altında aynı kalıp kalmadığını temsil eder. Eğer

|q{\bar {q}}\rangle =|{\bar {q}}q\rangle

ⓘ

o zaman mezon " $C$ çift "tir ( $C$ = +1). Öte yandan, eğer

|q{\bar {q}}\rangle =-|{\bar {q}}q\rangle

ⓘ

o zaman mezon " $C$ tektir" ( $C$ = -1). ⓘ

$C$ -paritesi nadiren kendi başına incelenir, ancak daha yaygın olarak P-paritesi ile CP-paritesine kombinasyon halinde incelenir. $CP$ -paritesinin başlangıçta korunduğu düşünülüyordu, ancak daha sonra zayıf etkileşimlerde nadir durumlarda ihlal edildiği bulundu. ⓘ

G-paritesi

$G$ -paritesi, $C$ -paritesinin bir genellemesidir. Kuark ve antikuarkların değişiminden sonraki dalga fonksiyonunu basitçe karşılaştırmak yerine, kuark içeriğinden bağımsız olarak mezonun karşılık gelen antimesonla değişiminden sonraki dalga fonksiyonunu karşılaştırır. ⓘ

Eğer

|q_{1}{\bar {q}}_{2}\rangle =|{\bar {q}}_{1}q_{2}\rangle

ⓘ

o zaman mezon " $G$ çift "tir ( $G$ = +1). Öte yandan, eğer

|q_{1}{\bar {q}}_{2}\rangle =-|{\bar {q}}_{1}q_{2}\rangle

ⓘ

o zaman mezon " $G$ tek "tir ( $G$ = -1). ⓘ

İzospin ve yük

J

^P = 0- konfigürasyonun

d

a bir u, d veya s kuarkı ve bir u,

d

veya s antikuarkının kombinasyonları bir nonet oluşturur. ⓘ

J

^P = 1- konfigürasyonunda bir u, d veya

s

kuarkı ve bir u, d veya

s

antikuarkının kombinasyonları da bir nonet oluşturur. ⓘ

Orijinal izospin modeli

İzospin kavramı ilk olarak 1932 yılında Werner Heisenberg tarafından güçlü etkileşim altında protonlar ve nötronlar arasındaki benzerlikleri açıklamak için ortaya atılmıştır. Farklı elektrik yüklerine sahip olmalarına rağmen kütleleri o kadar benzerdi ki fizikçiler aslında aynı parçacık olduklarına inanıyorlardı. Farklı elektrik yükleri, spine benzer bilinmeyen bir uyarımın sonucu olarak açıklandı. Bu bilinmeyen uyarım daha sonra 1937 yılında Eugene Wigner tarafından izospin olarak adlandırıldı. ⓘ

İlk mezonlar keşfedildiğinde, onlar da izospin gözüyle görüldü ve böylece üç pionun aynı parçacık olduğuna, ancak farklı izospin durumlarında olduğuna inanıldı. ⓘ

İzospin matematiği, spin matematiğinden sonra modellenmiştir. İzospin izdüşümleri tıpkı spinde olduğu gibi 1'lik artışlarla değişiyordu ve her izdüşüme bir "yüklü durum" atfediliyordu. "Pion parçacığı" üç "yüklü duruma" sahip olduğu için, izospin $I$ = 1 olduğu söyleniyordu. "Yüklü durumları"
π⁺
,
π⁰
ve
π⁻
sırasıyla I₃ = +1 , I₃ = 0 ve I₃ = -1 izospin izdüşümlerine karşılık gelir. Bir başka örnek de yine üç yüklü durumu olan "rho parçacığı "dır. "Yüklü durumları"
ρ⁺
,
ρ⁰
ve
ρ⁻
sırasıyla $I$ ₃ = +1 , $I$ ₃ = 0 ve $I$ ₃ = -1 izospin projeksiyonlarına karşılık gelir. ⓘ

Kuark modeli ile değiştirme

Bu inanç Murray Gell-Mann'ın 1964 yılında kuark modelini (başlangıçta sadece $u$ , d ve s kuarklarını içeren) önermesine kadar sürdü. İzospin modelinin başarısının u ve d kuarklarının benzer kütlelerinin bir eseri old $u$ ğu artık anlaşılmıştır. U ve d kuarkları benzer kütlelere sahip old $u$ klarından, aynı sayıda kuarktan oluşan parçacıklar da benzer kütlelere sahiptir. ⓘ

Tam $u$ ve d kuark bileşimi yükü belirler, çünkü u k $u$ arkları ++2/3 yük taşırken d kuarkları -+1/3 yük taşır. Örneğin, üç pionun hepsi farklı yüklere sahiptir

π⁺
= (
u

d
)
π⁰
= bir kuantum süperpozisyonu (
u

u
) ve (
d

d
) devletler
π⁻
= (
d

u
)

Ancak her biri aynı sayıda yukarı ve aşağı kuark ve antikuarktan oluştuğu için hepsinin kütlesi benzerdir (yaklaşık 140 MeV/c²). İzospin modeli altında, farklı yüklü durumlarda tek bir parçacık olarak kabul edilirlerdi. ⓘ

Kuark modeli benimsendikten sonra, fizikçiler izospin izdüşümlerinin parçacıkların yukarı ve aşağı kuark içeriği ile şu ilişki ile ilişkili olduğunu belirtmişlerdir

I_{3}={\frac {1}{2}}\left[\left(n_{u}-n_{\bar {u}}\right)-\left(n_{d}-n_{\bar {d}}\right)\right],

ⓘ

Burada $n$ sembolleri yukarı ve aşağı kuarkların ve antikuarkların sayısıdır. ⓘ

"İzospin resminde", üç pion ve üç rhos'un iki parçacığın farklı durumları olduğu düşünülüyordu. Ancak kuark modelinde, rholar pionların uyarılmış halleridir. İzospin, her ne kadar yanlış bir resim çizse de, hadronları sınıflandırmak için hala kullanılmakta, bu da doğal olmayan ve genellikle kafa karıştırıcı isimlendirmelere yol açmaktadır. ⓘ

Mezonlar da hadron olduğundan, izospin sınıflandırması hepsi için kullanılır ve kuantum sayısı her pozitif yüklü yukarı veya aşağı kuark veya antikuark (yukarı kuarklar ve aşağı antikuarklar) için I₃ = +1/2 ve her negatif yüklü yukarı veya aşağı kuark veya antikuark (yukarı antikuarklar ve aşağı kuarklar) için I₃ = -1/2 eklenerek hesaplanır. ⓘ

Lezzet kuantum sayıları

Tuhaflık kuantum sayısı S'nin (spin ile karıştırılmamalıdır) parçacık kütlesi ile birlikte yukarı ve aşağı gittiği fark edilmiştir. Kütle ne kadar yüksekse, tuhaflık o kadar düşük (daha negatif) olur (daha fazla s kuark). Parçacıklar izospin izdüşümleri (yük ile ilgili) ve gariplik (kütle) ile tanımlanabilir (uds nonet şekillerine bakınız). Diğer kuarklar keşfedildikçe, udc ve udb nonetlerinin benzer tanımlarına sahip olmak için yeni kuantum sayıları yapıldı. Sadece u ve d kütleleri benzer olduğu için, izospin ve flavour kuantum sayıları açısından parçacık kütlesi ve yükünün bu tanımı sadece bir u, bir d ve bir diğer kuarktan oluşan nonetler için iyi çalışır ve diğer nonetler için bozulur (örneğin ucb nonet). Kuarkların hepsi aynı kütleye sahip olsaydı, davranışları simetrik olarak adlandırılırdı, çünkü güçlü etkileşime göre hepsi tam olarak aynı şekilde davranırdı. Ancak, kuarklar aynı kütleye sahip olmadıkları için aynı şekilde etkileşmezler (tıpkı bir elektrik alanına yerleştirilen bir elektronun, daha hafif kütlesi nedeniyle aynı alana yerleştirilen bir protondan daha fazla hızlanması gibi) ve simetrinin kırıldığı söylenir. ⓘ

Yükün (Q) izospin izdüşümü (I₃), baryon sayısı (B) ve flavour kuantum sayıları (S, C, B′, T) ile Gell-Mann-Nishijima formülü ile ilişkili olduğu kaydedilmiştir:

Q=I_{3}+{\frac {1}{2}}(B+S+C+B^{\prime }+T),

ⓘ

Burada S, C, B′ ve T sırasıyla gariplik, çekicilik, altlık ve üstlük lezzet kuantum sayılarını temsil eder. Bunlar gariplik, çekicilik, altlık ve üstlük kuark ve antikuark sayılarıyla ilişkilere göre ilişkilidir:

{\begin{aligned}S&=-(n_{s}-n_{\bar {s}})\\C&=+(n_{c}-n_{\bar {c}})\\B^{\prime }&=-(n_{b}-n_{\bar {b}})\\T&=+(n_{t}-n_{\bar {t}}),\end{aligned}}

ⓘ

Bu da Gell-Mann-Nishijima formülünün yükün kuark içeriği cinsinden ifade edilmesine eşdeğer olduğu anlamına gelir:

Q={\frac {2}{3}}[(n_{u}-n_{\bar {u}})+(n_{c}-n_{\bar {c}})+(n_{t}-n_{\bar {t}})]-{\frac {1}{3}}[(n_{d}-n_{\bar {d}})+(n_{s}-n_{\bar {s}})+(n_{b}-n_{\bar {b}})].

ⓘ

Sınıflandırma

Mezonlar izospinlerine (I), toplam açısal momentumlarına (J), paritelerine (P), G-paritelerine (G) veya uygun olduğunda C-paritelerine (C) ve kuark (q) içeriklerine göre gruplar halinde sınıflandırılır. Sınıflandırma kuralları Parçacık Veri Grubu tarafından tanımlanmıştır ve oldukça karmaşıktır. Kurallar, basitlik açısından tablo halinde aşağıda sunulmuştur. ⓘ

Mezon türleri

Mezonlar spin konfigürasyonlarına göre türlere ayrılırlar. Bazı spesifik konfigürasyonlara, spin konfigürasyonlarının matematiksel özelliklerine göre özel isimler verilir. ⓘ

Mezon türleri ⓘ
Tip	$S$	$L$	$P$	$J$	$J$ ^P
Psödoskalar mezon	0	0	−	0	0⁻
Psödovektör mezon	0, 1	1	+	1	1⁺
Vektör mezonu	1	0, 2	−	1	1⁻
Skaler mezon	1	1	+	0	0⁺
Tensör mezonu	1	1, 3	+	2	2⁺

İsimlendirme

Tatsız mezonlar

Tatsız mezonlar, aynı tada sahip kuark ve antikuark çiftlerinden oluşan mezonlardır (tüm tını kuantum sayıları sıfırdır: $S$ = 0, $C$ = 0, $B'$ = 0, T = 0). Tatsız mezonlar için kurallar şunlardır:

Tatsız mezonların isimlendirilmesi ⓘ
q q İçerik	$I$	$J$ $P$ $C$
q q İçerik	$I$	0⁻⁺, 2⁻⁺, 4⁻⁺, ...	1⁺⁻, 3⁺⁻, 5⁺⁻, ...	1⁻⁻, 2⁻⁻, 3⁻⁻, ...	0⁺⁺, 1⁺⁺, 2⁺⁺, ...
u d $\mathrm {\tfrac {u{\bar {u}}-d{\bar {d}}}{\sqrt {2}}}$ d u	1	π⁺ π⁰ π⁻	b⁺ b⁰ b-	ρ⁺ ρ⁰ ρ⁻	a⁺ a⁰ a-
Karışımı u u , d d , s s	0	η η′	h h′	ω ϕ	f f′
c c	0	η _c	h_c	ψ	χ_c
b b	0	η _b	h_b	ϒ	χ_b
t t	0	η _t	h_t	θ	χ_t

Buna ek olarak

Mezonun spektroskopik durumu bilindiğinde, parantez içinde eklenir.
Spektroskopik durum bilinmediğinde, kütle (MeV/c² cinsinden) parantez içinde eklenir.
Mezon temel durumdayken, parantez içine hiçbir şey eklenmez. ⓘ

Aromalı mezonlar

Aromalı mezonlar, farklı aromalara sahip kuark ve antikuark çiftlerinden oluşan mezonlardır. Bu durumda kurallar daha basittir: Ana sembol ağır kuarka bağlıdır, üst simge yüke bağlıdır ve alt simge (varsa) hafif kuarka bağlıdır. Tablo formunda bunlar şöyledir:

Aromalı mezonların isimlendirilmesi ⓘ
Quark	Antiquark
Quark	yukarı	aşağı	çekicilik	garip	üst	alt
yukarı	—		D⁰	K⁺	T⁰	B⁺
aşağı		—	D-	K⁰	T-	B⁰
çekicilik	D⁰	D⁺	—	D⁺ _s	T⁰ _c	B⁺ _c
garip	K-	K⁰	D- _s	—	T- _s	B⁰ _s
üst	T⁰	T⁺	T⁰ _c	T⁺ _s	—	T⁺ _b
alt	B-	B⁰	B- _c	B⁰ _s	T- _b	—

Buna ek olarak

Eğer $J$ ^P "normal seride" ise (yani $J$ ^P = 0⁺, 1-, 2⁺, 3-, ...), bir üst simge ∗ eklenir.
Eğer mezon psödoskalar ( $J$ ^P = 0-) veya vektör ( $J$ ^P = 1-) değilse, $J$ bir alt simge olarak eklenir.
Mezonun spektroskopik durumu bilindiğinde, parantez içinde eklenir.
Spektroskopik durum bilinmediğinde, kütle (MeV/c² cinsinden) parantez içinde eklenir.
Mezon temel durumdayken, parantez içine hiçbir şey eklenmez. ⓘ

Egzotik mezonlar

Hadron olan (yani kuarklardan oluşan) ve sıfır baryon sayısı ile renk-nötr olan parçacıklar için deneysel kanıtlar vardır ve bu nedenle geleneksel tanıma göre mezonlardır. Ancak bu parçacıklar, yukarıda tartışılan diğer tüm geleneksel mezonlarda olduğu gibi tek bir kuark/anti-kuark çiftinden oluşmaz. Bu parçacıklar için geçici bir kategori egzotik mezonlardır. ⓘ

İki ya da daha fazla bağımsız deney tarafından deneysel olarak varlığı teyit edilmiş en az beş egzotik mezon rezonansı vardır. Bunlardan istatistiksel olarak en önemlisi, 2007 yılında Belle deneyi tarafından keşfedilen ve 2014 yılında LHCb tarafından doğrulanan Z(4430)'dur. Tetrakuark olmaya adaydır: iki kuark ve iki antikuarktan oluşan bir parçacık. Egzotik mezon olmaya aday diğer parçacık rezonansları için yukarıdaki ana makaleye bakınız. ⓘ

Liste

Pseudoscalar mezonlar

Parçacık adı	Parçacık sembolü	Antiparçacık sembolü	Quark İçerik	Dinlenme kütlesi (MeV/c²)	I^G	J^PC	S	C	B'	Ortalama yaşam süresi (s)	Genellikle bozunur (bozunumların >%5'i) ⓘ
Pion	π⁺	π⁻	u d	139.57018±0.00035	1⁻	0⁻	0	0	0	(2.6033±0.0005)×10⁻⁸	μ⁺ + ν _μ
Pion	π⁰	Kendi kendine	$\mathrm {\tfrac {u{\bar {u}}-d{\bar {d}}}{\sqrt {2}}} \,$	134.9766±0.0006	1⁻	0⁻⁺	0	0	0	(8.4±0.6)×10⁻¹⁷	γ + γ
Eta mezonu	η	Kendi kendine	$\mathrm {\tfrac {u{\bar {u}}+d{\bar {d}}-2s{\bar {s}}}{\sqrt {6}}} \,$	547.853±0.024	0⁺	0⁻⁺	0	0	0	(5.0±0.3)×10⁻¹⁹	γ + γ veya π⁰ + π⁰ + π⁰ veya π⁺ + π⁰ + π⁻
Eta asal mezonu	η′ (958)	Kendi kendine	$\mathrm {\tfrac {u{\bar {u}}+d{\bar {d}}+s{\bar {s}}}{\sqrt {3}}} \,$	957.66±0.24	0⁺	0⁻⁺	0	0	0	(3.2±0.2)×10⁻²¹	π⁺ + π⁻ + η veya ( ρ⁰ + γ ) / ( π⁺ + π⁻ + γ ) veya π⁰ + π⁰ + η
Charmed eta meson	η _c(1S)	Kendi kendine	c c	2980.3±1.2	0⁺	0⁻⁺	0	0	0	(2.5±0.3)×10⁻²³	Bkz. η _c bozunma modları
Alt eta mezonu	η _b(1S)	Kendi kendine	b b	9300±40	0⁺	0⁻⁺	0	0	0	Bilinmiyor	Bkz. η b bozunma modları
Kaon	K⁺	K-	u s	493.677±0.016	1⁄2	0⁻	1	0	0	(1.2380±0.0021)×10⁻⁸	μ⁺ + ν _μ veya π⁺ + π⁰ veya π⁰ + e⁺ + ν e veya π⁺ + π⁰
Kaon	K⁰	K⁰	d s	497.614±0.024	1⁄2	0⁻	1	0	0
K-Kısa	K⁰ _S	Kendi kendine	$\mathrm {\tfrac {d{\bar {s}}-s{\bar {d}}}{\sqrt {2}}} \,$	497.614±0.024	1⁄2	0⁻	(*)	0	0	(8.953±0.005)×10⁻¹¹	π⁺ + π⁻ veya π⁰ + π⁰
K-Long	K⁰ _L	Kendi kendine	$\mathrm {\tfrac {d{\bar {s}}+s{\bar {d}}}{\sqrt {2}}} \,$	497.614±0.024	1⁄2	0⁻	(*)	0	0	(5.116±0.020)×10⁻⁸	π^± + e^∓ + ν e veya π^± + μ^∓ + ν _μ veya π⁰ + π⁰ + π⁰ veya π⁺ + π⁰ + π⁻
D mezonu	D⁺	D-	c d	1869.62±0.20	1⁄2	0⁻	0	+1	0	(1.040±0.007)×10⁻¹²	Bkz. D⁺ çürüme modları
D mezonu	D⁰	D⁰	c u	1864.84±0.17	1⁄2	0⁻	0	+1	0	(4.101±0.015)×10⁻¹³	Bkz. D⁰ çürüme modları
garip D mezonu	D⁺ _s	D- _s	c s	1968.49±0.34	0	0⁻	+1	+1	0	(5.00±0.07)×10⁻¹³	Bkz. D⁺ _s bozunma modları
B mezonu	B⁺	B-	u b	5279.15±0.31	1⁄2	0⁻	0	0	+1	(1.638±0.011)×10⁻¹²	Bkz. B⁺ çürüme modları
B mezonu	B⁰	B⁰	d b	5279.53±33	1⁄2	0⁻	0	0	+1	(1.530±0.009)×10⁻¹²	Bkz. B⁰ çürüme modları
Garip B mezonu	B⁰ _s	B⁰ _s	s b	5366.3±0.6	0	0⁻	−1	0	+1	1.470+0.026 −0.027×10⁻¹²	Bkz. B⁰ _s bozunma modları
Büyülenmiş B mezonu	B⁺ _c	B- _c	c b	6276±4	0	0⁻	0	+1	+1	(4.6±0.7)×10⁻¹³	Bkz. B⁺ _c bozunma modları

^[a] ^ Sıfır olmayan kuark kütleleri nedeniyle kesin olmayan makyaj.
^[b] ^ PDG rezonans genişliğini (Γ) bildirir. Burada bunun yerine τ = ħ⁄Γ dönüşümü verilmiştir.
^[c] ^ Güçlü öz durum. Belirli bir yaşam süresi yok (aşağıdaki kaon notlarına bakınız)
^[d] ^ Kütlesi
K⁰
_L ve
K⁰
_S'nin değeri olarak verilmiştir.
K⁰
. Bununla birlikte, bilinmektedir ki
K⁰
_L ve
K⁰
_S 2,2×10-11 MeV/c² mertebesinde mevcuttur.
^[e] ^ Zayıf öz durum. Makyajda CP'yi ihlal eden küçük bir terim eksiktir (aşağıdaki nötr kaonlarla ilgili notlara bakınız). ⓘ

Vektör mezonları

Parçacık isim	Parçacık sembolü	Antiparçacık sembolü	Quark İçerik	Dinlenme kütlesi (MeV/c²)	I^G	J^PC	S	C	B'	Ortalama yaşam süresi (s)	Genellikle bozunur (bozunumların >%5'i) ⓘ
Yüklü rho mezonu	ρ⁺ (770)	ρ⁻ (770)	u d	775.4±0.4	1⁺	1⁻	0	0	0	~4.5×10⁻²⁴	π^± + π⁰
Nötr rho mezonu	ρ⁰ (770)	Kendi kendine	$\mathrm {\tfrac {u{\bar {u}}-d{\bar {d}}}{\sqrt {2}}}$	775.49±0.34	1⁺	1⁻⁻	0	0	0	~4.5×10⁻²⁴	π⁺ + π⁻
Omega mezonu	ω (782)	Kendi kendine	$\mathrm {\tfrac {u{\bar {u}}+d{\bar {d}}}{\sqrt {2}}}$	782.65±0.12	0⁻	1⁻⁻	0	0	0	(7.75±0.07)×10⁻²³	π⁺ + π⁰ + π⁻ veya π⁰ + γ
Phi mezonu	ϕ (1020)	Kendi kendine	s s	1019.445±0.020	0⁻	1⁻⁻	0	0	0	(1.55±0.01)×10⁻²²	K⁺ + K- veya K⁰ _S + K⁰ _L veya ( ρ + π ) / ( π⁺ + π⁰ + π⁻ )
J/Psi	J/ψ	Kendi kendine	c c	3096.916±0.011	0⁻	1⁻⁻	0	0	0	(7.1±0.2)×10⁻²¹	Bkz. J/ψ (1S) bozunma modları
Upsilon mezonu	ϒ (1S)	Kendi kendine	b b	9460.30±0.26	0⁻	1⁻⁻	0	0	0	(1.22±0.03)×10⁻²⁰	Bkz. ϒ (1S) bozunma modları
Kaon	K^∗+	K∗-	u s	891.66±0.026	1⁄2	1⁻	1	0	0	~7.35×10⁻²⁰	Bkz. K^∗ (892) bozunma modları
Kaon	K^∗0	K^∗0	d s	896.00±0.025	1⁄2	1⁻	1	0	0	(7.346±0.002)×10⁻²⁰	Bkz. K^∗ (892) bozunma modları
D mezonu	D^∗+ (2010)	D∗- (2010)	c d	2010.27±0.17	1⁄2	1⁻	0	+1	0	(6.9±1.9)×10⁻²¹	D⁰ + π⁺ veya D⁺ + π⁰
D mezonu	D^∗0 (2007)	D^∗0 (2007)	c u	2006.97±0.19	1⁄2	1⁻	0	+1	0	>3.1×10⁻²²	D⁰ + π⁰ veya D⁰ + γ
garip D mezonu	D^∗+ _s	D∗- _s	c s	2112.3±0.5	0	1⁻	+1	+1	0	>3.4×10⁻²²	D^∗+ + γ veya D^∗+ + π⁰
B mezonu	B^∗+	B∗-	u b	5325.1±0.5	1⁄2	1⁻	0	0	+1	Bilinmiyor	B⁺ + γ
B mezonu	B^∗0	B^∗0	d b	5325.1±0.5	1⁄2	1⁻	0	0	+1	Bilinmiyor	B⁰ + γ
Garip B mezonu	B^∗0 _s	B^∗0 _s	s b	5412.8±1.3	0	1⁻	−1	0	+1	Bilinmiyor	B⁰ _s+ γ
Büyülenmiş B mezonu^†	B^∗+ _c	B∗- _c	c b	Bilinmiyor	0	1⁻	0	+1	+1	Bilinmiyor	Bilinmiyor

^[f] ^ PDG rezonans genişliğini (Γ) bildirir. Burada bunun yerine τ = ħ⁄Γ dönüşümü verilmiştir.
^[g] ^ Kesin değer kullanılan yönteme bağlıdır. Ayrıntılar için verilen referansa bakınız. ⓘ

Nötr kaonlar hakkında notlar

Nötr kaonlarla ilgili iki komplikasyon vardır:

Nötr kaon karışımı nedeniyle
K⁰
_S ve
K⁰
_L garipliğin öz durumları değildir. Bununla birlikte, nasıl bozunacaklarını belirleyen zayıf kuvvetin öz durumlarıdır, dolayısıyla bunlar belirli yaşam süresine sahip parçacıklardır.
Tabloda verilen doğrusal kombinasyonlar için
K⁰
_S ve
K⁰
_L tam olarak doğru değildir, çünkü CP ihlalinden kaynaklanan küçük bir düzeltme vardır. Kaonlarda CP ihlaline bakınız. ⓘ

Bu sorunların prensipte diğer nötr aromalı mezonlar için de mevcut olduğunu unutmayın; ancak, zayıf öz durumları, önemli ölçüde farklı yaşam süreleri nedeniyle yalnızca kaonlar için ayrı parçacıklar olarak kabul edilir. ⓘ