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|hauptquelle=<ref name="PDG">Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus: | |hauptquelle=<ref name="PDG">Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus: <br />{{Internetquelle |url=https://pdg.lbl.gov/2018/tables/contents_tables.html |sprache=englisch |hrsg=Particle Data Group |titel=2018 Review of Particle Physics |zugriff=2018-06-06 |autor=M. Tanabashi et al. |werk=Phys. Rev. D 98, 030001 (2018)}}</ref> | ||
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Das '''φ-Meson''', auch '''Phi-Meson''', ist ein [[Meson]], das aus einem [[Strange-Quark]] <math>s</math> und dem entsprechenden [[Antiteilchen|Anti]]-Quark <math>\bar s</math> besteht und [[Spin]] 1 besitzt (Vektormeson). | Das '''φ-Meson''', auch '''Phi-Meson''', ist ein [[Meson]], das aus einem [[Strange-Quark]] <math>s</math> und dem entsprechenden [[Antiteilchen|Anti]]-Quark <math>\bar s</math> besteht und [[Spin]] 1 besitzt (Vektormeson). | ||
Da das φ-Meson u.a. ein Strange-Quark enthält, gehört es zu den [[Seltsames Teilchen|seltsamen Teilchen]]. Da es aus einem Quark und seinem Antiquark besteht, handelt es sich darüber hinaus um ein [[Quarkonium]]. | Da das φ-Meson u. a. ein Strange-Quark enthält, gehört es zu den [[Seltsames Teilchen|seltsamen Teilchen]]. Da es aus einem Quark und seinem Antiquark besteht, handelt es sich darüber hinaus um ein [[Quarkonium]]. | ||
== Beschreibung == | == Beschreibung == | ||
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der Up-, Down- und [[Strangeness|Strange]]-Quarks. Beide Mischungen haben jeweils eine [[Hyperladung]] <math>Y = 0</math> sowie einen [[Isospin]] <math>I = 0</math> und stehen im [[Meson#Multipletts|Multiplett]] der Vektormesonen an der gleichen Stelle wie das neutrale [[ρ-Meson]] <math>\rho^0</math>. | der Up-, Down- und [[Strangeness|Strange]]-Quarks. Beide Mischungen haben jeweils eine [[Hyperladung]] <math>Y = 0</math> sowie einen [[Isospin]] <math>I = 0</math> und stehen im [[Meson#Multipletts|Multiplett]] der Vektormesonen an der gleichen Stelle wie das neutrale [[ρ-Meson]] <math>\rho^0</math>. | ||
Die drei zueinander [[orthogonal]]en [[Linearkombination]]en der o.g. Quark-Antiquark-Zustände werden dabei wie folgt identifiziert: | Die drei zueinander [[orthogonal]]en [[Linearkombination]]en der o. g. Quark-Antiquark-Zustände werden dabei wie folgt identifiziert: | ||
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Die physikalischen ([[Masse (Physik)|Massen]]-)Zustände φ und ω ergeben sich wiederum als Linearkombinationen von <math>\omega_8</math> und <math>\omega_1</math>:<ref>[ | Die physikalischen ([[Masse (Physik)|Massen]]-)Zustände φ und ω ergeben sich wiederum als Linearkombinationen von <math>\omega_8</math> und <math>\omega_1</math>:<ref>[https://pdg.lbl.gov/2011/reviews/rpp2011-rev-quark-model.pdf Reviews - Quark Model] (PDF; 644 kB) aus 2010 Review of Particle Physics, K. Nakamura et al. (Particle Data Group), J. Phys. G 37, 075021 (2010) </ref> | ||
:<math>\left( \begin{array}{cc} \cos\theta_\mathrm{V} & - \sin\theta_\mathrm{V} \\ \sin\theta_\mathrm{V} & \cos\theta_\mathrm{V} \end{array}\right) \left( \begin{array}{c} \omega_8 \\ \omega_1 \end{array}\right) = \left( \begin{array}{c} \ | :<math>\left( \begin{array}{cc} \cos\theta_\mathrm{V} & - \sin\theta_\mathrm{V} \\ \sin\theta_\mathrm{V} & \cos\theta_\mathrm{V} \end{array}\right) \left( \begin{array}{c} \omega_8 \\ \omega_1 \end{array}\right) = \left( \begin{array}{c} \phi \\ \omega \end{array} \right).</math> | ||
Der so eingeführte Mischungswinkel <math>\theta_V</math> hat einen experimentellen Wert, der mit etwa 39° fast dem idealen Mischungswinkel von ≈35,3° (<math>\tan\theta_V = 1/\sqrt{2}</math>) entspricht. Das φ-Meson besteht also fast ausschließlich aus einem Strange-Antistrange-Quarkpaar, und die [[Flavour]]-[[Wellenfunktion]] kann geschrieben werden als | Der so eingeführte Mischungswinkel <math>\theta_V</math> hat einen experimentellen Wert, der mit etwa 39° fast dem idealen Mischungswinkel von ≈35,3° (<math>\tan\theta_V = 1/\sqrt{2}</math>) entspricht. Das φ-Meson besteht also fast ausschließlich aus einem Strange-Antistrange-Quarkpaar, und die [[Flavour]]-[[Wellenfunktion]] kann geschrieben werden als | ||
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Das φ-Meson wurde zuerst im Jahre 1963 am [[Lawrence Radiation Laboratory]] in [[Kaon]]-[[Proton]]-Reaktionen nachgewiesen.<ref>{{Literatur | Autor = P. Schlein ''et al.'' | Titel = Quantum Numbers of a 1020-MeV KK̅ Resonance| Sammelwerk = Phys. Rev. Lett.| Nummer = 10 | Jahr = 1963 | Seiten = 368-371 | DOI = 10.1103/PhysRevLett.10.368}} </ref> | Das φ-Meson wurde zuerst im Jahre 1963 am [[Lawrence Radiation Laboratory]] in [[Kaon]]-[[Proton]]-Reaktionen nachgewiesen.<ref>{{Literatur | Autor = P. Schlein ''et al.'' | Titel = Quantum Numbers of a 1020-MeV KK̅ Resonance| Sammelwerk = Phys. Rev. Lett.| Nummer = 10 | Jahr = 1963 | Seiten = 368-371 | DOI = 10.1103/PhysRevLett.10.368}} </ref> | ||
=== Zerfallskanäle === | === Zerfallskanäle === | ||
φ-Mesonen zerfallen unter der [[Starke Kraft|starken Kraft]]. Der Zerfall erfolgt überwiegend in zwei [[Kaon]]en, entweder die geladenen Κ<sup>+</sup> / Κ<sup>−</sup> (48,9 %) oder die neutralen Κ<sup>0</sup><sub>L</sub> / Κ<sup>0</sup><sub>S</sub> (34,2 %), und zu einem geringeren Teil entweder in ein ρ-Meson und ein [[Pion]] oder in drei Pionen (15,32 %).<ref name="PDGphi">N. Nakamura ''et al''. (2010): [ | φ-Mesonen zerfallen unter der [[Starke Kraft|starken Kraft]]. Der Zerfall erfolgt überwiegend in zwei [[Kaon]]en, entweder die geladenen Κ<sup>+</sup> / Κ<sup>−</sup> (48,9 %) oder die neutralen Κ<sup>0</sup><sub>L</sub> / Κ<sup>0</sup><sub>S</sub> (34,2 %), und zu einem geringeren Teil entweder in ein ρ-Meson und ein [[Pion]] oder in drei Pionen (15,32 %).<ref name="PDGphi">N. Nakamura ''et al''. (2010): [https://pdg.lbl.gov/2010/listings/rpp2010-list-phi-1020.pdf Particle listings – φ] (PDF; 217 kB)</ref> Letztere beide [[Zerfallskanal|Zerfallskanäle]] in Mesonen ohne Strangeness sollten auf Grund ihres höheren [[Kernreaktion#Q-Wert und Energiebilanz|Q-Wertes]] eigentlich dominant sein, werden aber durch die [[OZI-Regel]] unterdrückt. | ||
== Besonderheiten == | == Besonderheiten == | ||
Auf Grund der Mischungseffekte der [[pseudoskalar]]en [[η-Meson]]en ist das φ-Meson das leichteste Meson, das aus einem Strange-Antistrange-Quarkpaar besteht. | Auf Grund der Mischungseffekte der [[pseudoskalar]]en [[η-Meson]]en ist das φ-Meson das leichteste Meson, das aus einem Strange-Antistrange-Quarkpaar besteht. | ||
== Siehe auch== | == Siehe auch == | ||
*[[Liste der Mesonen]] | *[[Liste der Mesonen]] | ||
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Phi-Meson (φ) | |
|---|---|
| Klassifikation | |
| Boson Hadron Meson | |
| Eigenschaften [1] | |
| Ladung | neutral |
| Masse | |
| SpinParität | 1− |
| Isospin | 0 |
| mittlere Lebensdauer | 1.55 ± 0.01 × 10−22 s |
| Zerfallsbreite | (4,249±0,013) MeV |
| Quark-Zusammensetzung | Strange - Anti-Strange |
Das φ-Meson, auch Phi-Meson, ist ein Meson, das aus einem Strange-Quark $ s $ und dem entsprechenden Anti-Quark $ {\bar {s}} $ besteht und Spin 1 besitzt (Vektormeson).
Da das φ-Meson u. a. ein Strange-Quark enthält, gehört es zu den seltsamen Teilchen. Da es aus einem Quark und seinem Antiquark besteht, handelt es sich darüber hinaus um ein Quarkonium.
Im Quarkmodell sind das φ- und das ω-Meson Mischungen der drei Quark-Antiquark-Zustände uu, dd und ss der Up-, Down- und Strange-Quarks. Beide Mischungen haben jeweils eine Hyperladung $ Y=0 $ sowie einen Isospin $ I=0 $ und stehen im Multiplett der Vektormesonen an der gleichen Stelle wie das neutrale ρ-Meson $ \rho ^{0} $.
Die drei zueinander orthogonalen Linearkombinationen der o. g. Quark-Antiquark-Zustände werden dabei wie folgt identifiziert:
Die physikalischen (Massen-)Zustände φ und ω ergeben sich wiederum als Linearkombinationen von $ \omega _{8} $ und $ \omega _{1} $:[2]
Der so eingeführte Mischungswinkel $ \theta _{V} $ hat einen experimentellen Wert, der mit etwa 39° fast dem idealen Mischungswinkel von ≈35,3° ($ \tan \theta _{V}=1/{\sqrt {2}} $) entspricht. Das φ-Meson besteht also fast ausschließlich aus einem Strange-Antistrange-Quarkpaar, und die Flavour-Wellenfunktion kann geschrieben werden als
Das φ-Meson wurde zuerst im Jahre 1963 am Lawrence Radiation Laboratory in Kaon-Proton-Reaktionen nachgewiesen.[3]
φ-Mesonen zerfallen unter der starken Kraft. Der Zerfall erfolgt überwiegend in zwei Kaonen, entweder die geladenen Κ+ / Κ− (48,9 %) oder die neutralen Κ0L / Κ0S (34,2 %), und zu einem geringeren Teil entweder in ein ρ-Meson und ein Pion oder in drei Pionen (15,32 %).[4] Letztere beide Zerfallskanäle in Mesonen ohne Strangeness sollten auf Grund ihres höheren Q-Wertes eigentlich dominant sein, werden aber durch die OZI-Regel unterdrückt.
Auf Grund der Mischungseffekte der pseudoskalaren η-Mesonen ist das φ-Meson das leichteste Meson, das aus einem Strange-Antistrange-Quarkpaar besteht.