Hadró
 | |
| Classificació | partícula composta, indivisible particle  i material substance |
|---|---|
| Interaccions | gravetat |
| Antipartícula | hadró |
| Descoberta | 1962 |
 | |
En física de partícules, un hadró (del grec ἁδρός, hadrós, 'dens') és una partícula composta formada de quarks units per la força nuclear forta. Segons el nombre de quarks que formen els hadrons, poden ser de dues menes:
Barions formats per 3 quarks.
Mesons formats per un quark i un antiquark.
Els hadrons més coneguts són els protons i neutrons (barions ambdós), que són els components dels nuclis atòmics. Tots els hadrons, excepte els protons, són inestables si es troben aïllats i se sotmeten a la descomposició de partícules, però són estables quan formen part del nucli atòmic. Els mesons més coneguts són els pions i els kaons, que van ser descoberts durant els experiments de raigs còsmics de la dècada del 1940 i principis del 1950.
Els anys 70, es va predir l'existència d'hadrons, que es van anomenar tetraquarks (o, més concretament, mesons exòtics) i pentaquarks (barions exòtics),[1] però no va ser fins al 2008 en què es va poder tenir certes proves de la seva existència[2][3] amb diversos experiments, anomenats BELLE, elaborats al laboratori KEK del Japó.
Contingut
1 Etimologia
2 Propietats
3 Mesons
4 Barions
5 Enllaços externs
6 Referències
Etimologia
El terme hadró va ser introduït per Lev B. Okun en una xerrada plenària el 1962 en la Conferència Internacional sobre Física d'Altes Energies.[4]" En aquella ocasió va dir:
Tot i que aquest informe es refereix a les interaccions febles, sovint s'ha de parlar de les partícules que interaccionen fortament. Aquestes partícules no sols plantegen nombrosos problemes científics, sinó també un problema de terminologia. El punt és que "partícules d'interacció forta" és un terme molt maldestre que no permet la formació d'un adjectiu. Per aquesta raó, per posar només un exemple, les partícules que es desintegren segons la interacció forta s'anomenen no-leptons. Aquesta definició no és exacta a causa que "no leptònic" també pot significar 'fotònic'. En aquest informe, anomenem les partícules d'interacció forta hadrons, amb el corresponent adjectiu "hadrònic" (del grec, significa ἁδρός 'gran', 'massiu', en contrast amb λεπτός que significa 'petit', 'lleuger'). Espero que aquesta terminologia resulti ser convenient.
Propietats
Els hadrons sempre tenen una càrrega total de color igual a zero o blanc
D'acord amb el model dels quarks,[5] les propietats dels hadrons estan determinades principalment pels anomenats quarks de valència. Per exemple, un protó està format per dos quarks amunt (cada un amb càrrega elèctrica +2/3) i un quark avall (amb càrrega elèctrica -1/3), fet que provoca que la càrrega del protó sigui 1. Segons aquesta teoria, els quarks també presenten una càrrega de color i, els hadrons ha de tenir una càrrega de color total igual a 0, a causa d'un fenomen anomenat confinament de color. És a dir, els hadrons ha de ser "sense color" o "blanc". La combinació més simple de quarks i que, per tant, forma les partícules compostes més estables són: tres quarks de diferents colors (barions), o un quark d'un color i un antiquark portador de l'anticolor corresponent (mesons).
Igual que totes les partícules subatòmiques, als hadrons se'ls assignen nombres quàntics corresponents a les representacions del grup de Poincaré: JPC(m), en què J és el nombre quàntic espín, P la paritat intrínseca (o paritat-P), i C, la conjugació de la càrrega (o paritat-C), i la massa de la partícula, m. S'ha de tenir en compte que la massa d'un hadró té molt poc a veure amb la massa dels seus quarks de valència, més aviat, a causa de l'equivalència massa-energia, la major part de la massa prové de la gran quantitat d'energia associada amb la interacció forta. Els hadrons també poden portar nombres quàntics de sabor com isoespín (o paritat-G), i l'estrany. Tots els quarks porten un additiu, conserven un nombre quàntic anomenat nombre bariònic (B), que és +1/3 pels quarks i -1/3 pels antiquarks. Això significa que els barions (grups de tres quarks) tenen B = 1, mentre que els mesons tenen B = 0.
Mesons
- Article principal: Mesons
Els mesons són hadrons compostos per una parella quark-antiquark. Són bosons (espín sencer, ja que tenen un nombre parell de quarks). Tenen nombre bariònic B = 0. Exemples de mesons que comunament es produeixen en els experiments de física de partícules són els pions i kaons. Els pions tenen la seva importància en la composició dels nuclis atòmics mitjançant la força forta residual.
En principi, els mesons amb més d'un parell quark-antiquark poden existir, un hipotètic mesó amb dos parells de quark-antiquark es diu tetraquark. Diversos candidats de tetraquark van ser trobats a la dècada del 2000, però el seu estat és objecte de debat. Diversos altres hipotètics "exòtics" mesons es troben fora del model de la classificació de quarks.
Barions
- Article principal: Barions
Tots els barions coneguts estan fets de tres quarks de valència. Com els quarks tenen nombre bariònic B = 1/3, els barions tenen nombre bariònic B = 1. Els barions més coneguts són els protons i els neutrons.
Es poden elaborar hipòtesis sobre barions amb més parells quark-antiquark, a més dels seus tres quarks. Els barions hipotètics amb un parell extra quark-antiquark (5 quarks en total) es diuen pentaquarks.[6] Diversos candidats pentaquarks van ser trobats a la dècada del 2000, però després de revisar aquests estats es va establir que no existien.[5]
Cada tipus de barió té la corresponent antipartícula (antibarió), en la qual els quarks se substitueixen pels seus corresponents antiquarks. Per exemple: igual que un protó està format per dos quarks amunt i un quark avall, la seva antipartícula corresponent, l'antiprotó, es compon de dos antiquarks amunt i un antiquark avall.
Model estàndard de física de partícules | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Elementals |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Compostes |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Quasipartícules | Solitó de Davydov · Excitó · Holó · Magnó · Fonó · Plasmaró · Plasmó · Polaritó · Polaró · Rotó · Trió | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Descartades | Partó | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Llistes | Llista de partícules · Cronologia de la física de partícules · Llista de Particle Data Group | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Llibres (anglès) | Book:Particles of the Standard Model · Book:Hadronic Matter · Book:Leptons · Book:Quarks | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enllaços externs
 | A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Hadró |
Particle Data Group.
Referències
↑ R. J. Jaffe. «Multiquark hadrons. I. Phenomenology of Q2Q̅ 2 mesons». Stanford Linear Accelerator Center, Stanford University, Stanford, California 94305 - Laboratory for Nuclear Science and Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139, 15-12-1976.
↑ Ahmed Ali, Christian Hambrock, M. Jamil Aslam. «Tetraquark Interpretation of the BELLE Data on the Anomalous Υ(1S)π+π- and Υ(2S)π+π- Production near the Υ(5S) Resonance». Physical Review Letters, 2010.
↑ «Evidence grows for tetraquarks».
↑ L.B. Okun (1962). "The Theory of Weak Interaction". Proceedings of 1962 International Conference on High-Energy Physics at CERN
↑ 5,05,1
C. Amsler et al. (Particle Data Group) «Review of Particle Physics – Quark Model». Physics Letters B, 667, 2008, pàg. 1. Bibcode: 2008PhLB..667....1P. DOI: 10.1016/j.physletb.2008.07.018. Error de citació: Etiqueta<ref>no vàlida; el nom «Quark model» està definit diverses vegades amb contingut diferent.
↑
S. Kabana (2005), "Review of the experimental evidence on pentaquarks and critical discussion", arΧiv:hep-ex/0503020 [hep-ex]
Viccionari
