Mesones
Un mesón es una partícula subatómica compuesta, formada por un quark y un antiquark unidos por la fuerza fuerte.
- Donde: q es un quark (u, d, s, c, b, t)
- y
es su antiquark correspondiente
Propiedades típicas del Mesón:
Por qué los mesones son bosones?:
Cada quark tiene espín ½ y el antiquark también. Cuando se combinan, el espín total puede ser:
Por eso los mesones tienen espín entero (0 o 1), lo que los clasifica como bosones (no fermiones).
Clasificación de los Mesones:
Se agrupan según su espín (J), paridad (P) y contenido de sabor.
- a) Según el espín:
- b) Según los quarks que los forman:
Ejemplos concretos:
Rol en la física nuclear:
Los mesones ligeros (especialmente los piones) son los portadores efectivos de la fuerza nuclear fuerte residual entre protones y neutrones dentro del núcleo atómico.
- La fuerza fuerte fundamental se da entre quarks (mediada por gluones).
Pero los nucleones (protones y neutrones) se mantienen unidos mediante intercambio de mesones.
Así, Yukawa propuso (en 1935) que la fuerza nuclear entre nucleones se debía al intercambio de piones:
Representación en el modelo de quarks:
Los mesones se agrupan en octetos y no-nonetos de simetría SU(3), similares a los bariones.
Por ejemplo, los piones (π), kaones (K) y η forman el octete de los mesones ligeros:
Y el nono (grupo de 9) aparece al incluir el η′ (mezcla de u, d, s).
Mesones en cosmología y materia exótica:
En el universo primitivo, los mesones se formaban constantemente y se aniquilaban en equilibrio con los bariones y fotones.
Hoy, solo aparecen en:
- Colisiones de alta energía (aceleradores, rayos cósmicos)
- Decaimientos de partículas pesadas
- Núcleos atómicos (fuerza nuclear efectiva)
En esencia: los mesones son los “mensajeros hadrónicos” de la fuerza nuclear. Formados por un quark y un antiquark, son los bosones compuestos que actúan como “pegamento visible” entre los nucleones, mientras los gluones son el “pegamento invisible” entre los quarks.
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