Liste der Mesonen

Die folgenden Tabellen behandeln Mesonen. Sie enthalten die Grundzustände aller bekannten und vorhergesagten pseudoskalaren (JP = 0) und Vektormesonen (JP = 1), sowie die Zustände bekannter Skalarmesonen (JP = 0+), Pseudovektor-Mesonen (JP = 1+) und Tensor-Mesonen (JP = 2±).

Die in den Tabellen verwendeten Formelzeichen sind: (Isospin), (G-Parität), (Gesamtdrehimpuls), (Parität), (C-Parität), (elektrische Ladung), (Strangeness), (Charm), (Bottomness), u (Up-Quark), d (Down-Quark), s (Strange-Quark), c (Charm-Quark) und b (Bottom-Quark) sowie die Symbole für die Teilchen selbst.

Es sind jeweils die Eigenschaften und die Quark-Zusammensetzung der Teilchen aufgelistet. Für die zugehörigen Antiteilchen sind Quarks durch Antiquarks zu ersetzen (und umgekehrt) und die Vorzeichen der Quantenzahlen , , und kehren sich um. Werte in rot sind durch das Experiment noch nicht sicher bestätigt, aber durch das Quarkmodell vorhergesagt und in Übereinstimmung mit den Messungen.

Die Ziffern in Klammern hinter einem Zahlenwert bezeichnen die Unsicherheit in den letzten Stellen des Wertes. (Beispiel: Die Angabe 134,9766(6) ist gleichbedeutend mit 134,9766 ± 0,0006.)

Pseudoskalare Mesonen

Grundzustände

Teilchen-
Name
TeilchenQuark-
Zusammen-
setzung
Anti-
Teilchen
Quark-
Zusammen-
setzung
Masse (MeV/c2) %Lebensdauer (s)zerfällt vorwiegend in
(>5 % der Zerfälle)
Pion[1]π+udπdu139,57039(18)10+10002,6033(5) · 10−899,99 %: μ+ + νμ
Pion[2]π0 (a)selbst (a)134,9768(5)10−+00008,52(18) · 10−1798,82 %: γ + γ
η-Meson[3]η (a)selbst (a)547,862(17)0+0−+00005,0(3) · 10−19 (b)39 %: γ + γ
33 %: π0 + π0 + π0

23 %: π+ + π + π0

η′-Meson[4]η′ = η′(958) (a)selbst (a)957,78(6)0+0−+00003,31(15) · 10−21 (b)43 %: π+ + π + η

29 %: (ρ0 + γ) oder (π+ + π + γ)
23 %: π0 + π0 + η

η-Meson mit
Charm-Quarks[5]
ηc = ηc(1S)ccselbstcc2983,9(5)0+0−+00002,06 · 10−23 (b)siehe Zerfallsmoden ηc (PDF; 165 kB)
η-Meson mit
Bottom-Quarks[6]
ηb = ηb(1S)bbselbstbb9398,7(2,0)0+0+0000unbekanntsiehe Zerfallsmoden ηb (PDF; 45 kB)
Kaon[7]K+usKsu493,677(16)120+1+1001,2380(20) · 10−864 %: μ+ + νμ

21 %: π+ + π0
5 %: π0 + e+ + νe
6 %: π+ + π+ + π

Kaon[8]K0dsK0sd497,611(13)1200+100(c)(c)
K-Short[9]KS0 (e)selbst (e)497,611(13) (d)1200(e)008,954(4) · 10−1169 %: π+ + π

30 %: π0 + π0

K-Long[10]KL0 (e)selbst (e)497,611(13) (d)1200(e)005,116(21) · 10−840 %: π± + e + νe
27 %: π± + μ + νμ

19 %: π0 + π0 + π0
12 %: π+ + π + π0

D-Meson[11]D+cdDdc1869,65(5)120+10+101,040(7) · 10−12siehe Zerfallsmoden D+ (PDF; 358 kB)
D-Meson[12]D0cuD0uc1864,83(5)12000+104,101(15) · 10−13siehe Zerfallsmoden D0 (PDF; 639 kB)
D-Meson mit
Strangeness[13]
Ds+csDssc1968,34(7)00+1+1+105,04(4) · 10−13siehe Zerfallsmoden Ds+ (PDF; 273 kB)
B-Meson[14]B+ubBbu5279,34(12)120+100+11,638(4) · 10−12siehe Zerfallsmoden B+ (PDF; 966 kB)
B-Meson[15]B0dbB0bd5279,65(12)120000+11,519(4) · 10−12siehe Zerfallsmoden B0 (PDF; 1,2 MB)
B-Meson mit
Strangeness[16]
Bs0sbBs0bs5366,88(14)000−10+11,515(4) · 10−12siehe Zerfallsmoden Bs0 (PDF; 221 kB)
B-Meson mit
Charm[17]
Bc+cbBcbc6274,9(8)00+10+1+15,10(9) · 10−13siehe Zerfallsmoden Bc+ (PDF; 51 kB)
(a) Zusammensetzung nur angenähert wegen endlicher Quark-Massen.
(b) Die PDG gibt die Zerfallsbreite (Γ) an. Die Lebensdauer wurde daraus gemäß τ = ħ/Γ berechnet.
(c) Eigenzustand der starken Wechselwirkung. Keine bestimmte Lebensdauer (siehe Anmerkungen zu Kaonen).
(d) Als Massen von KL und KS sind die des K0 angegeben. Zwischen KL und KS gibt es jedoch einen Massenunterschied von etwa 2.2 · 10−11 MeV/c2.[10]
(e) Eigenzustand der schwachen Wechselwirkung, keine bestimmte Strangeness. Zusammensetzung nur angenähert wegen CP-Verletzung (siehe Anmerkungen zu Kaonen).

Weitere Zustände

TeilchenMasse (MeV/c2)zerfällt vorwiegend in
(>5 % der Zerfälle)
η(1295)1294 ± 40+0−+000
π(1300)1300 ± 10010−+000
η(1405)1408,8 ± 2,00+0−+000
η(1475)1475 ± 40+0−+000
π(1800)1810 ± 1110−+000
ηc(2S)3637,5 ± 1,10+0−+000

Vektormesonen

Grundzustände

Teilchen-
name
TeilchenAnti-
Teilchen
Quark-
Zusammen-
setzung
Masse (MeV/c2)Lebensdauer (s)zerfällt vorwiegend in
(>5 % der Zerfälle)
ρ-Meson[18]ρ+ = ρ(770)+ρ = ρ(770)ud775,26(25)1+1+1000≅ 4,5 · 10−24 (f)(g)~100%: π± + π0
ρ-Meson[18]ρ0 = ρ(770)0selbst775,26(25)1+1−−0000≅ 4,5 · 10−24 (f)(g)~100%: π+ + π
ω-Meson[19]ω = ω(782)selbst782,65(12)01−−00007,75(7) · 10−23 (f)89%: π+ + π + π0

8%: π0 + γ

φ-Meson[20]φ = φ(1020)selbstss1019,461(16)01−−00001,55(1) · 10−22 (f)49%: K+ + K
34%: KS + KL
15%: (ρ + π) oder (π+ + π + π0)
J/ψ-Meson[21]J/ψ = J/ψ(1S)selbstcc3096,900(6)01−−00007,09(21) · 10−21 (f)64%: g + g + g
9%: γ + g + g
6%: e+ + e
6%: μ+ + μ
Υ-Meson[22]Υ =
Υ(1S)
selbstbb9460,30(26)01−−00001,22(3) · 10−20 (f)82%: g + g + g
Kaon[23]K*+ = K*(892)+K*− = K*(892)us891,76(25)121+1+100≅ 1,30 · 10−23 (f)(g)~100%: K + π
Kaon[23]K*0 = K*(892)0K*0 =
K*(892)0
ds895,55(20)1210+1001,35(2) · 10−23 (f)~100%: K + π
D-Meson[24]D*+ = D*(2010)+D*− = D*(2010)cd2010,26(5)121+10+106,9(19) · 10−21 (f)67%: D0 + π+
30%: D+ + π0
D-Meson[25]D*0 = D*(2007)0D*0 =
D*(2007)0
cu2006,85(5)12100+10>3,1 · 10−22 (f)64%: D0 + π0
35%: D0 + γ
D-Meson mit
Strangeness[26]
Ds*+Ds*−cs2112,1(4)01+1+1+10>3,4 · 10−22 (f)93%: Ds+ + γ
6%: Ds+ + π0
B-Meson[27]B*+B*−ub5324,70(22)121+100+1unbekanntB+ + γ
B-Meson[27]B*0B*0db5324,70(22)121000+1unbekanntB0 + γ
B-Meson mit
Strangeness[28]
Bs*0Bs*0sb5415,4(1,8)010−10+1unbekanntBs0+γ
B-Meson mit
Charm(h)
Bc*+Bc*−cbunbekannt01+10+1+1unbekanntunbekannt
(f) Die PDG gibt die Zerfallsbreite (Γ) an. Die Lebensdauer wurde daraus gemäß τ = ħ/Γ berechnet.
(g) Der exakte Wert hängt von der verwendeten Methode ab. Für Einzelheiten siehe angegebene Referenz.
(h) Vom Standardmodell vorhergesagt, aber noch nicht beobachtet.

Weitere Zustände

TeilchenMasse (MeV/c2)zerfällt vorwiegend in
(>5 % der Zerfälle)
π1(1400)1354 ± 2511−+000
ω(1420)1410 ± 6001−−000
ρ(1450)1465 ± 251+1−−000
π1(1600)1660 ± 1511−+000
ω(1650)1670 ± 3001−−000
φ(1680)1680 ± 2001−−000
ρ(1700)1720 ± 201+1−−000
φ(2170)2160 ± 8001−−000
K*(1410)1414 ± 15121+100
K*(1680)1718 ± 18121+100
Ds1*(2700)2708,3 ± 4,001+1+10
ψ(2S)3686,097 ± 0,02501−−00035%: J/ψ(1S) π+ π
18%: J/ψ(1S) π0 π0
10%: χc0(1P) γ
10%: χc1(1P) γ
10%: χc2(1P) γ
ψ(3770)3773,13 ± 0,3501−−00052%: D0 D0
41%: D+ D
ψ(4040)4039 ± 101−−000
ψ(4160)4191 ± 501−−000
ψ(4230)4220 ± 1501−−000
ψ(4360)4368 ± 1301−−000
ψ(4415)4421 ± 401−−000
ψ(4660)4633 ± 701−−000
Υ(2S)10023,26 ± 0,3101−−00018%: Υ(1S) π+ π
9%: Υ(1S) π0 π0
7%: χb2(1P) γ
7%: χb1(1P) γ
Υ(3S)10355,2 ± 0,501−−00013%: χb2(2P) γ
13%: χb1(2P) γ
6%: χb0(2P) γ
Υ(4S)10579,4 ± 1,201−−00051%: B+ B
49%: B0 B0
Υ(10860)10885,2 ± 2,601−−000
Υ(11020)11000 ± 401−−000

Skalarmesonen

Die Zusammensetzung von Skalarmesonen ist weitgehend noch unbekannt und Gegenstand aktueller Forschungen. Viele davon werden als mögliche Glueball- oder Tetraquark-Kandidaten diskutiert.[29]

TeilchenMasse (MeV/c2)zerfällt vorwiegend in
(>5 % der Zerfälle)
f0(500)
oder σ
400–5500+0++000dominant: π + π
f0(980)990 ± 200+0++000dominant: π + π
a0(980)980 ± 2010++000dominant: η + π
f0(1370)1200–15000+0++000dominant: ρ + ρ
a0(1450)1474 ± 1910++000ω + π + π
f0(1500)1504 ± 60+0++00050%: π + π + π + π
35%: π + π
9%: K + K
5%: η + η
f0(1710)1723 ± 60+0++000
K0*(700)
oder κ
824 ± 30120++100
K0*(1430)1425 ± 50120++10093%: K + π
9%: K + η
D0*(2300)02300 ± 19120+0+10beobachtet: D+ + π
Ds0*(2317)+2317,8 ± 0,500++1+10beobachtet: Ds+ + π0
χc0(1P)3414,71 ± 0,300+0++000
χb0(1P)9859,44 ± 0,420+0++000
χb0(2P)10232,5 ± 0,50+0++000

Pseudovektor-Mesonen

TeilchenMasse (MeV/c2)zerfällt vorwiegend in
(>5 % der Zerfälle)
h1(1170)1166 ± 601+−000beobachtet: ρ + π
b1(1235)1229,5 ± 3,21+1+−000dominant: ω + π
a1(1260)1230 ± 4011++000
f1(1285)1281,9 ± 0,50+1++00034%: π + π + π + π
52%: η + π + π
9%: K + K + π
h1(1415)1416 ± 801+−000
f1(1420)1426,4 ± 0,90+1++000dominant: K + K + π
a1(1640)1655 ± 1611++000
K1(1270)1272 ± 7121++10042%: K + ρ
28%: K0*(1430) + π
16%: K*(892) + π
11%: K + ω
K1(1400)1403 ± 7121++10094%: K*(892) + π
D1(2420)02420,8 ± 0,5121+0+10beobachtet: D*(2010)+ + π
beobachtet: D0 + π+ + π
Ds1(2460)+2459,5 ± 0,601++1+1048%: Ds*+ + π0
18%: Ds+ + γ
Ds1(2536)+2535,11 ± 0,0601++1+10D*(2007)0 + K+
D*(2010)+ + K0
B1(5721)+5725,9 ± 2,7121+00+1beobachtet: B*0 + π+
B1(5721)05726,0 ± 1,3121+00+1dominant: B*+ + π
Bs1(5830)05828,63 ± 0,2701+−10+1dominant: B*+ + K
χc1(1P)3510,67 ± 0,050+1++00034%: J/ψ(1S) + γ
hc(1P)3525,38 ± 0,1101+−00051%: ηc(1S) + γ
χc1(3872)3871,69 ± 0,170+1++00032%: D0 + D0 + π0
24%: D0 + D*0
Zc(3900)3887,2 ± 2,31+1+−000
Zc(4430)4478 ± 181+1+−000
χc1(4140)4146,8 ± 2,40+1++000
χc1(4274)4274 ± 80+1++000
χb1(1P)9892,78 ± 0,310+1++00035%: Υ(1S) + γ
hb(1P)9899,3 ± 0,801+−00052%: ηb(1S) + γ
χb1(2P)10255,46 ± 0,500+1++00010%: Υ(1S) + γ
18%: Υ(2S) + γ
χb1(3P)10513,4 ± 0,70+1++000beobachtet: Υ(1S) + γ,
Υ(2S) + γ, Υ(3S) + γ
Zb(10610)10607,2 ± 2,01+1+−000
Zb(10650)10652,2 ± 1,51+1+−000

Tensor-Mesonen

TeilchenMasse (MeV/c2)zerfällt vorwiegend in
(>5 % der Zerfälle)
f2(1270)1275,5 ± 0,80+2++00084%: π + π
11%: π + π + π + π
5%: K + K
a2(1320)1318,3 ± 0,612++00070%: π + π + π
14%: η + π
11%: ω + π + π
5%: K + K
f′2(1525)1517,4 ± 2,50+2++00089%: K + K
10%: η + η
η2(1645)1617 ± 50+2−+000
π2(1670)1670,6 ± 2,912−+00096%: π + π + π
a2(1700)1705 ± 4012++000
η2(1870)1842 ± 80+2−+000
π2(1880)1874 ± 2612−+000
f2(1950)1936 ± 120+2++000
f2(2010)2011 ± 800+2++000
f2(2300)2297 ± 280+2++000
f2(2340)2345 ± 500+2++000
K2*(1430)+1427,3 ± 1,5122++10050%: K + π
25%: K*(892) + π
13%: K*(892) + π + π
9%: K + ρ
K2*(1430)01432,4 ± 1,3122++10050%: K + π
25%: K*(892) + π
13%: K*(892) + π + π
9%: K + ρ
K2(1770)1773 ± 8122+100dominant: K2*(1430) + π
K2(1820)1819 ± 12122+100
D2*(2460)02460,7 ± 0,4122+0+10beobachtet: D+ + π
beobachtet: D*(2010)+ + π
D2*(2460)+2465,4 ± 1,3122+0+10beobachtet: D0 + π+
beobachtet: D*(2007)0 + π+
Ds2*(2573)+2569,1 ± 0,802++1+10beobachtet: D0 + K+
B2*(5747)+5737,2 ± 0,7122+00+1beobachtet: B0 + π+
beobachtet: B*0 + π+
B2*(5747)05739,5 ± 0,7122+00+1dominant: B+ + π
dominant: B*+ + π
Bs2*(5840)05839,85 ± 0,1202+−10+1dominant: B+ + K
χc2(1P)3556,17 ± 0,070+2++00019%: J/ψ(1S) + γ
ψ2(3823)3822,2 ± 1,202−−000beobachtet: χc1 + γ
χc2(3930)3922,2 ± 1,00+2++000
χb2(1P)9912,21 ± 0,310+2++00019%: Υ(1S) + γ
Υ2(1D)10163,7 ± 1,402−−000beobachtet: Υ(1S) + γ + γ
χb2(2P)10268,65 ± 0,500+2++0009%: Υ(2S) + γ
6%: Υ(1S) + γ
χb2(3P)10524,0 ± 0,80+2++000

Anmerkungen zu den neutralen Kaonen

Bei den neutralen Kaonen treten zwei Komplikationen auf:[30]

Diese Effekte gibt es grundsätzlich auch bei anderen Flavour-neutralen Mesonen. Die schwachen Eigenzustände werden allerdings nur bei den Kaonen als eigene Teilchen betrachtet, da sie drastisch unterschiedliche Lebensdauern haben.[30]

Anmerkung zu (fehlenden) Mesonen mit Top-Quarks

Auch wenn die Quark-Zusammensetzungen dt, ut, st, ct, bt, td, tu, ts, tc, tb und tt von der Notation möglich sind, gibt es keine Mesonen mit Top-Quark-Inhalt, da dieses Quark im Gegensatz zu allen anderen Quarks weit vor der Zeit zerfällt, die benötigt wird, um Hadronen (Mesonen oder Baryonen) zu bilden.

Siehe auch

Literatur

Weblinks

Einzelnachweise

  1. P.A.Zyla et al. (2020): Particle listings – π± (PDF; 117 kB)
  2. P.A.Zyla et al. (2020): Particle listings – π0 (PDF; 95 kB)
  3. K.A. Olive et al. (2015): Particle listings – η (PDF; 149 kB)
  4. J. Beringer et al. (2012): Particle listings – η′ (PDF; 174 kB)
  5. M. Tanabashi et al. (2018): Particle listings – ηc (PDF; 214 kB)
  6. M. Tanabashi et al. (2019): Particle listings – ηb (PDF; 60 kB)
  7. K.A. Olive et al. (2015): Particle listings – K± (PDF; 337 kB)
  8. K.A. Olive et al. (2015): Particle listings – K0 (PDF; 69 kB)
  9. K.A. Olive et al. (2015): Particle listings – KS0 (PDF; 135 kB)
  10. a b K.A. Olive et al. (2015): Particle listings – KL0 (PDF; 413 kB)
  11. M. Tanabashi et al. (2018): Particle listings – D± (PDF; 375 kB)
  12. C. Patrignani et al. (2016): Particle listings – D0 (PDF; 687 kB)
  13. M. Tanabashi et al. (2018): Particle listings – Ds± (PDF; 279 kB)
  14. P.A. Zyla et al. (2020): Particle listings – B± (PDF; 1,38 MB)
  15. P.A. Zyla et al. (2020): Particle listings – B0 (PDF; 1,65 MB)
  16. P.A. Zyla et al. (2020): Particle listings – Bs0 (PDF; 562 kB)
  17. M. Tanabashi et al. (2019): Particle listings – Bc± (PDF; 112 kB)
  18. a b J. Beringer et al. (2013): Particle listings – ρ (PDF; 180 kB)
  19. J. Beringer et al. (2012): Particle listings – ω(782) (PDF; 182 kB)
  20. M. Tanabashi et al. (2018): Particle listings – φ (PDF; 218 kB)
  21. C. Patrignani et al. (2016): Particle listings – J/ψ (PDF; 494 kB)
  22. J. Beringer et al. (2012): Particle listings – Υ(1S) (PDF; 101 kB)
  23. a b C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – K*(892) (PDF; 117 kB)
  24. C. Patrignani et al. (2016): Particle listings – D*(2010)± (PDF; 58 kB)
  25. C. Patrignani et al. (2016): Particle listings – D*(2007)0 (PDF; 51 kB)
  26. K.A. Olive et al. (2014): Particle listings – Ds (PDF; 48 kB)
  27. a b M. Tanabashi et al. (2019): Particle listings – B* (PDF; 38 kB)
  28. J. Beringer et al. (2012): Particle listings – Bs* (PDF; 37 kB)
  29. C. Patrignani et al. (2016) and 2017 update: Rewiews – Non q-qbar mesons (PDF; 125 kB)
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