adroni

adroni

Particelle soggette alle interazioni forti. Tra i fermioni fondamentali, i quark sono dotati di cariche di colore, che danno luogo alle interazioni forti, e pertanto sono adroni, mentre i leptoni non lo sono. Anche i gluoni posseggono cariche di colore, sono i bosoni di gauge delle interazioni forti (di cui sono dunque i portatori) e sono adroni. Le particelle colorate sono confinate, cioè non si osservano libere. Solo gli stati legati di quark, antiquark e gluoni che sono singoletti di colore (cioè tali che le cariche di colore dei costituenti si sommano a zero) si possono osservare: infatti tutti gli adroni conosciuti sono singoletti di colore costituiti da quark e antiquark. I barioni, di spin semintero, sono costituiti da 3 quark; i mesoni, di spin intero, da una coppia quark-antiquark. Il protone p è costituito, per es., da tre quark, due di tipo up e uno down (uud). Le cariche elettriche dei tre quark si sommano (2/3+2/3−1/3=1) a dare la carica del protone (in unità tali che la carica dell’elettrone è −1). Ogni quark esiste con tre colori diversi: nel protone le tre cariche di colore si compensano. Similmente il neutrone n è composto da ddu, con carica −1/3−1/3+2/3=0, sempre in una combinazione senza colore. I barioni leggeri, singoletti di colore, composti di tre quark u, d, s esistono in 8+10 tipi: l’ottetto di spin 1/2 di cui fanno parte p e n più sei stati, gli iperoni, che contengono quark ‘strani’ di tipo s, ossia: ∑⁺(uus), ∑⁰(uds), ∑⁻(dds), Λ⁰(uds), Ξ⁰(uss) e Ξ⁻(dss); e il decupletto di spin 3/2, cioè Δ⁺⁺(uuu), Δ⁺(uud), Δ⁰(uud), Δ⁻(ddd), ∑^*+(uus), ∑^*0(uds), ∑^*−(dds), Ξ^*0(uss), Ξ^*−(dss), Ω⁻(sss). Si tenga presente che con una data combinazione di quark, per es. uds, si possono ottenere stati diversi che differiscono per lo spin o l’isospin totale: tra i barioni di spin 1/2 il Λ⁰ ha isospin 0 mentre il ∑⁰ ha isospin 1. I mesoni più leggeri sono composti da un quark e un antiquark. Si hanno 9 stati di spin 0 (mesoni pseudoscalari) e 9 di spin 1 (mesoni vettoriali). I mesoni carichi sono (in parentesi il corrispondente mesone di spin 1): π⁻(ϱ⁻)∼u̅̅̅d, π⁺(ϱ⁺)∼d̅u, K⁺(K^*+)∼u̅̅̅, K⁻(K^*−)∼s̅. Similmente: K⁰(K^*0)∼d̅, K̅̅⁰(K̅̅^*0)∼d̅s. Tra gli altri stati neutri abbiamo:

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Inoltre, definendo [2]

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si ha che i pseudoscalari di massa definita η e η′ sono combinazioni di η⁸ e η⁰, con η e η′ vicini a η⁸ e η⁰, rispettivamente. Per i mesoni vettoriali gli stati fisici ω e ϕ sono vicini a

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Esistono poi i barioni e i mesoni più pesanti che contengono anche uno o più quark con charm c con beauty b.

→ Fisica nucleare; Interazioni fondamentali