Омега-мезон

Омега-мезон (ω-мезон) — елементарна частинка з дивністю S=0 та ізоспіном I=0, що являє собою мезонний резонанс з парним орбітальним квантовим числом ^[1]. Вона входить до нонету векторних мезонів, тобто є аналогом η-мезона. ω-мезон був відкритий в 1961 році в Національній лабораторії імені Лоуренса в Берклі.^[2]

Омега-мезон є одним з найцікавіших представників легких мезонів. У спрощених теоріях ядерної взаємодії, разом з подібними йому частинками, піонами та ро-мезонами, він визначає характер сильних взаємодій, точно так само, як гамма-квант визначає характер електромагнітних взаємодій. Через це, знання властивостей омега-мезона має важливе значення для ядерної фізики. Омега-мезон живе виключно недовгий час і у вільному вигляді в земних умовах не спостерігається. Вивчати цю частинку можна лише в експериментах на прискорювачах, або в космічних променях. У майже 90% випадків омега-мезон розпадається на три піона (два заряджених та один нейтральний), також поширені розпади на нейтральний піон і фотон, або на два піона. Інші розпади (наприклад, на два електрона чи два мюона) мають значно нижчу ймовірність, меншу за ${\displaystyle 10^{-5}}$^[3].

Характеристики

Далі представлені характеристики найлегшого ω-мезона. Існують також ще більш короткоживучі збуджені стани – ω(1420), ω(1650) тощо^[3].

Частинка	Кварковий склад[4]	Маса спокою (MeV/c^2)	I^G	J^PC	Q	S	C	B	Час життя (с)	Основні канали розпаду
ω(782)	${\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {2}}}(u{\bar {u}}+d{\bar {d}})}$	782,65 ± 0,12	0^−	1^−−	0	0	0	0	7,8× 10^−23	π^+ + π^− + π^0

Історія

У ході дослідів, проведених^[коли?] групою вчених Інституту теоретичної та експериментальної фізики, була створена унікальна^{[ненейтрально]} високочутлива апаратура, завдяки якій омега-мезони спостерігалися в зіткненнях пі-мезонів з протонами при енергії кілька мільярдів електрон-вольт.^[5] Експерименти велися в бульбашковій камері, в якій сліди заряджених частинок проявилися у вигляді ланцюжка з бульбашок, утворених після їх проходження . У робочу речовину бульбашкової камери був введений ксенон, що дозволив ефективно реєструвати такі незаряджені частки, як гамма-кванти, що народжують заряджені частинки.

Під час експериментів було зроблено понад 100 000 фотографій, що фіксують різні взаємодії елементарних частинок. Була розроблена і застосована нова оригінальна методика визначення маси частинки. В результаті досліджень російські вчені відкрили раніше невідоме явище розпаду омега-мезона на нейтральний пі-мезон і гамма-квант. Їм вдалося встановити, що цей розпад є основним серед розпадів омега-мезона на незаряджені частки. Отримані авторами відкриття результати через три роки були підтверджені вченими США, Франції та інших країн.

Виявлення явища двочасткові розпаду омега-мезона з переходом між векторним мезоном і електромагнітним полем дуже важливо для розвитку теорії елементарних частинок.

Див. також

• Фі-мезон
• J/ψ-мезон
• ϒ-мезон

Примітки

1. Naming scheme for hadrons (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 5 серпня 2011. Процитовано 30 листопада 2015.
2. Xuong, N.H., Lynch, G.R. (15 жовтня 1961). Evidence Confirming the T = 0 Three-Pion Resonance. Phys. Rev. Lett. 7 (8): 327—329. Процитовано 1 серпня 2011.
3. Group, Particle Data; Zyla, P. A.; Barnett, R. M.; Beringer, J.; Dahl, O.; Dwyer, D. A.; Groom, D. E.; Lin, C.-J.; Lugovsky, K. S. (14 серпня 2020). Review of Particle Physics. Progress of Theoretical and Experimental Physics (англ.). Т. 2020, № 8. doi:10.1093/ptep/ptaa104. Архів оригіналу за 18 березня 2021. Процитовано 22 лютого 2021.
4. C. Amsler et al. (2008): Quark Model [Архівовано 30 липня 2011 у Wayback Machine.]
5. Распад омега-мезона на нейтральный пи-мезон и гамма-квант