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|hauptquelle=<ref name="PDG">Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus: J. Beringer et al. ([[Particle Data Group]]): | |hauptquelle= <ref name="PDG">Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus: {{Internetquelle |autor=J. Beringer et al. ([[Particle Data Group]]) |url=https://pdg.lbl.gov/2013/tables/contents_tables.html |titel=2013 Review of Particle Physics. |werk=[[Physical Review D]]. Bd. 86, 2012, 010001 und 2013 partial update for the 2014 edition. |hrsg=Particle Data Group |abruf=2018-05-22 |sprache=en}}</ref> | ||
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'''ρ-Mesonen''' ('''Rho-Mesonen''') | '''ρ-Mesonen''' ('''Rho-Mesonen''') sind [[Meson]]en mit demselben [[Quark (Physik)|Quarkinhalt]] wie [[Pion]]en, jedoch mit [[Spin]] eins. Sie können daher als [[Drehimpuls]]-[[Angeregter Zustand|Anregungen]] der entsprechenden Pionen angesehen werden<!-- Das ist eigentlich zu sehr vereinfacht. Die Pionen sind deshalb so leicht, weil sie die aus der Brechung der chiralen Symmetrie resultierenen Goldstone-Bosonen sind. --> und sind Vektormesonen. | ||
== Beschreibung == | == Beschreibung == | ||
Genau wie die [[Pion]]en bilden auch die ρ-Mesonen ein [[Isospin]]-[[Multiplizität|Triplett]]. Das bedeutet, dass es drei verschiedene [[Zustand (Quantenmechanik)|Zustände]] der ρ-Mesonen gibt: das neutrale ρ<sup>0</sup>, das eine [[Superposition (Physik) #Quantenmechanik|Überlagerung]] der Zustände u{{Overline|u}} und d{{Overline|d}} darstellt | Genau wie die [[Pion]]en bilden auch die ρ-Mesonen ein [[Isospin]]-[[Multiplizität|Triplett]]. Das bedeutet, dass es drei verschiedene [[Zustand (Quantenmechanik)|Zustände]] der ρ-Mesonen gibt: das neutrale ρ<sup>0</sup>, das eine [[Superposition (Physik) #Quantenmechanik|Überlagerung]] der Zustände u{{Overline|u}} und d{{Overline|d}} darstellt | ||
:<math>| \rho^0 \rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left( | d \bar d \rangle - | u \bar u \rangle \right)</math> , | :<math>| \rho^0 \rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left( | d \bar d \rangle - | u \bar u \rangle \right)</math> , | ||
sowie die [[ | sowie die [[Elektrische Ladung|geladenen]] ρ<sup>+</sup> | ||
:<math>| \rho^+ \rangle = | u \bar d \rangle</math> | :<math>| \rho^+ \rangle = | u \bar d \rangle</math> | ||
und ρ<sup>−</sup> | und ρ<sup>−</sup> | ||
:<math>| \rho^- \rangle = | \bar u d \rangle</math>. | :<math>| \rho^- \rangle = | \bar u d \rangle</math>. | ||
ρ-Mesonen zerfallen zu beinahe 100 % unter der [[Starke Kraft|starken Kraft]] in zwei Pionen.<ref name = PDGRho>N. Nakamura ''et al''. (2010): [ | ρ-Mesonen zerfallen zu beinahe 100 % unter der [[Starke Kraft|starken Kraft]] in zwei Pionen.<ref name="PDGRho">N. Nakamura ''et al''. (2010): [https://pdg.lbl.gov/2010/listings/rpp2010-list-rho-770.pdf Particle listings – ρ] (PDF-Datei; 191 kB)</ref> Dadurch haben sie eine sehr kurze Lebenszeit von etwa 4,5 · 10<sup>−24</sup> Sekunden bzw. eine sehr große [[Zerfallsbreite]]. | ||
ρ-Mesonen konnten erstmals 1961 in Experimenten nachgewiesen werden.<ref>{{Literatur | Autor = A.R. Erwin, R. March, W.D. Walker and E. West | Titel = Evidence for a π-π Resonance in the I=1, J=1 State | Sammelwerk = Phys. Rev. Lett. | Nummer = 6 | | ρ-Mesonen konnten erstmals 1961 in Experimenten nachgewiesen werden.<ref>{{Literatur |Autor=A.R. Erwin, R. March, W.D. Walker and E. West |Titel=Evidence for a π-π Resonance in the I=1, J=1 State |Sammelwerk=Phys. Rev. Lett. |Nummer=6 |Datum=1961 |Seiten=628-630 |DOI=10.1103/PhysRevLett.6.628}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=D.L. Stonehill and H.L. Kraybill |Titel=Pion-Pion Interactions in π+-p collisions |Sammelwerk=Rev. Mod. Phys. |Nummer=34 |Datum=1962 |Seiten=503-507 |DOI=10.1103/RevModPhys.34.503}}</ref> | ||
== Besonderheiten == | == Besonderheiten == | ||
ρ-Mesonen sind die leichtesten Teilchen, die unter der starken Wechselwirkung zerfallen. Dies macht sie in der aktuellen Forschung vor allem von theoretischer Seite interessant, da sich an ihrem Beispiel die Dynamik der starken Wechselwirkung studieren | ρ-Mesonen sind die leichtesten Teilchen, die unter der starken Wechselwirkung zerfallen. Dies macht sie in der aktuellen Forschung vor allem von theoretischer Seite interessant, da sich an ihrem Beispiel die Dynamik der starken Wechselwirkung studieren lässt. In den letzten Jahren (Stand 2011) wurden zum Beispiel im Rahmen von [[Gittereichtheorie|Gitter-QCD]]-Rechnungen [[Streuung (Physik)|Streuvorgänge]] von zwei Pionen simuliert. Daraus konnten Masse und Zerfallsbreite der [[Resonanz#Teilchenphysik|Resonanz]] extrahiert werden.<ref>{{Literatur |Autor=X. Feng, K. Jansen un D. Renner |Titel=Resonance parameters of the rho-meson from Lattice-QCD |Sammelwerk=Phys. Rev. D |Nummer=83 |Datum=2011 |Seiten=094505 |DOI=10.1103/PhysRevD.83.094505}}</ref> | ||
== Siehe auch == | == Siehe auch == | ||
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Rho-Meson (ρ+,ρ0,ρ−) | |
|---|---|
| Klassifikation | |
| Boson Hadron Meson | |
| Eigenschaften [1] | |
| Ladung | neutral oder ±1 e (0 oder ±1,602 · 10−19 C) |
| Masse | |
| SpinParität | 1− |
| Isospin | 1 (z-Komponente +1,0,-1) |
| Zerfallsbreite | 149,1(8) MeV |
| Quark-Zusammensetzung | ρ+: ud ρ−: du ρ0: Mischung aus uu und dd |
ρ-Mesonen (Rho-Mesonen) sind Mesonen mit demselben Quarkinhalt wie Pionen, jedoch mit Spin eins. Sie können daher als Drehimpuls-Anregungen der entsprechenden Pionen angesehen werden und sind Vektormesonen.
Genau wie die Pionen bilden auch die ρ-Mesonen ein Isospin-Triplett. Das bedeutet, dass es drei verschiedene Zustände der ρ-Mesonen gibt: das neutrale ρ0, das eine Überlagerung der Zustände uu und dd darstellt
sowie die geladenen ρ+
und ρ−
ρ-Mesonen zerfallen zu beinahe 100 % unter der starken Kraft in zwei Pionen.[2] Dadurch haben sie eine sehr kurze Lebenszeit von etwa 4,5 · 10−24 Sekunden bzw. eine sehr große Zerfallsbreite.
ρ-Mesonen konnten erstmals 1961 in Experimenten nachgewiesen werden.[3][4]
ρ-Mesonen sind die leichtesten Teilchen, die unter der starken Wechselwirkung zerfallen. Dies macht sie in der aktuellen Forschung vor allem von theoretischer Seite interessant, da sich an ihrem Beispiel die Dynamik der starken Wechselwirkung studieren lässt. In den letzten Jahren (Stand 2011) wurden zum Beispiel im Rahmen von Gitter-QCD-Rechnungen Streuvorgänge von zwei Pionen simuliert. Daraus konnten Masse und Zerfallsbreite der Resonanz extrahiert werden.[5]