imported>Stefan8410 K (nicht https) |
imported>Wassermaus |
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In der [[Teilchenphysik]] bezeichnet man mit '''Quarkonium''' (Plural: Quarkonia) | In der [[Teilchenphysik]] bezeichnet man mit '''Quarkonium''' (Plural: Quarkonia) einen [[Gebundener Zustand|gebundenen Zustand]] aus einem [[Quark (Physik)|Quark]] und ''seinem'' [[Antiteilchen|Anti]]<nowiki />quark. Anders ausgedrückt ist es ein [[Meson]] ohne [[elektrische Ladung]] oder [[Flavour]]. | ||
Gebundene Zustände der schweren Quarks (<math>c, b, t\!\,</math>) haben eigene Namen: gebundene <math>c\bar c</math>-Zustände (also charm-Quark und -Antiquark) heißen '''Charmonium''', gebundene <math>b\bar b</math>-Zustände '''Bottomonium'''. | Gebundene Zustände der schweren Quarks (<math>c, b, t\!\,</math>) haben eigene Namen: gebundene <math>c\bar c</math>-Zustände (also charm-Quark und -Antiquark) heißen '''Charmonium''', gebundene <math>b\bar b</math>-Zustände '''Bottomonium'''. Da die [[Lebensdauer (Physik)|Lebensdauer]] des [[Top-Quark]]s <math>t</math> extrem kurz ist, können sich höchstwahrscheinlich keine <math>t\bar t</math>-Systeme ''(Toponium)'' bilden. | ||
Gebundene Quark-Antiquark-Zustände der leichten Quarks (<math>u, d, s\!\,</math>) mischen sich aufgrund der geringen Massendifferenz [[Quantenmechanik|quantenmechanisch]] – vor allem <math>u\bar u</math> mit <math>d\bar d</math>. Daher sind die aus ihnen gebildeten Mesonen nicht einer einzelnen Quarksorte zuordenbar. | Gebundene Quark-Antiquark-Zustände der leichten Quarks (<math>u, d, s\!\,</math>) mischen sich aufgrund der geringen Massendifferenz [[Quantenmechanik|quantenmechanisch]] – vor allem <math>u\bar u</math> mit <math>d\bar d</math>. Daher sind die aus ihnen gebildeten Mesonen nicht einer einzelnen Quarksorte zuordenbar. | ||
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* [[Bahndrehimpuls]] <math>L\!\,</math> und | * [[Bahndrehimpuls]] <math>L\!\,</math> und | ||
* [[Gesamtdrehimpuls]] <math>J\!\,</math> (mögliche Werte <math>J = L+S, L+S-1, \dots, |L-S|\!\,</math> aufgrund der [[Drehimpulsoperator #Spin-Bahn-Kopplung|Spin-Bahn-Kopplung]] <math>\hat J = \hat L + \hat S</math>) | * [[Gesamtdrehimpuls]] <math>J\!\,</math> (mögliche Werte <math>J = L+S, L+S-1, \dots, |L-S|\!\,</math> aufgrund der [[Drehimpulsoperator #Spin-Bahn-Kopplung|Spin-Bahn-Kopplung]] <math>\hat J = \hat L + \hat S</math>) | ||
{| class="wikitable | {| class="wikitable float-right zebra" style="text-align:center" | ||
|- | |||
! Bahndreh-<br />impuls <math>L\!\,</math> !! Kenn-<br />buchstabe | |||
|- | |- | ||
| 0 || S | | 0 || S | ||
|- | |- | ||
| 1 || P | | 1 || P | ||
|- | |- | ||
| 2 || D | | 2 || D | ||
|- | |- | ||
| 3 || F | | 3 || F | ||
|- | |- | ||
| 4 || G | | 4 || G | ||
|- | |- | ||
| 5 || H | | 5 || H | ||
|- | |- | ||
| 6 || I | | 6 || I | ||
|- | |- | ||
| 7 || K | | 7 || K | ||
|- | |- | ||
| … || … | | … || … | ||
|} | |} | ||
in der [[Nomenklatur]] <math>n^{2S+1}L_J\!\,</math> ([[Termsymbol]]) bzw. <math>nL\!\,</math> (spektroskopische Bezeichnung), wobei der Bahndrehimpuls <math>L\!\,</math> durch einen Großbuchstaben (siehe Tabelle) angegeben wird. | |||
Man beachte folgenden Unterschied in der Namensgebung: Während bei Positronium die Nomenklatur der [[Atomphysik]] gilt mit der Hauptquantenzahl <math>n = N+1+l\!\,</math> (<math>N\!\,</math> für die [[Quantenzahl #Radiale Quantenzahl|Zahl der Knoten der Radialwellenfunktion]], klein <math>l\!\,</math> für den [[Quantenzahl #Nebenquantenzahl|Bahndrehimpuls]]), verwendet man beim Quarkonium die Nomenklatur der [[Kernphysik]] mit <math>n = N+1\!\,</math>. Einem 2<sup>3</sup>P<sub>1</sub>-Positronium entspricht also ein 1<sup>3</sup>P<sub>1</sub>-Charmonium. | Man beachte folgenden Unterschied in der Namensgebung: Während bei Positronium die Nomenklatur der [[Atomphysik]] gilt mit der Hauptquantenzahl <math>n = N+1+l\!\,</math> (<math>N\!\,</math> für die [[Quantenzahl #Radiale Quantenzahl|Zahl der Knoten der Radialwellenfunktion]], klein <math>l\!\,</math> für den [[Quantenzahl #Nebenquantenzahl|Bahndrehimpuls]]), verwendet man beim Quarkonium die Nomenklatur der [[Kernphysik]] mit <math>n = N+1\!\,</math>. Einem 2<sup>3</sup>P<sub>1</sub>-Positronium entspricht also ein 1<sup>3</sup>P<sub>1</sub>-Charmonium. | ||
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=== Mesonen === | === Mesonen === | ||
Für die aus diesen Zuständen gebildeten Mesonen gilt folgende Nomenklatur<ref> | Für die aus diesen Zuständen gebildeten Mesonen gilt folgende Nomenklatur<ref>{{Internetquelle |autor=Particle Data Group |url=http://pdg.lbl.gov/2017/reviews/rpp2017-rev-naming-scheme-hadrons.pdf |titel=Naming scheme for hadrons (Revised in 2017) |abruf=2018-02-17 |format=PDF; 86 kB |sprache=en}}</ref> | ||
{| class="wikitable" style="text-align:center" | {| class="wikitable" style="text-align:center" | ||
! class="hintergrundfarbe5"| | ! class="hintergrundfarbe5"| beob­achtet:<br /><math>J^{PC}\!\,</math> | ||
! class="hintergrundfarbe5"| | ! class="hintergrundfarbe5"| Bahn­drehimpuls<br /><math>L\!\,</math> | ||
! class="hintergrundfarbe5"| | ! class="hintergrundfarbe5"| gekoppel­ter Spin<br /><math>S\!\,</math> | ||
! class="hintergrundfarbe5"| Gesamt | ! class="hintergrundfarbe5"| Gesamt­drehimpuls<br /><math>J\!\,</math> | ||
! class="hintergrundfarbe5"| [[Grundzustand]]<br />(<math>n^{2S+1}L_J\!\,</math>) | ! class="hintergrundfarbe5"| [[Grundzustand]]<br />(<math>n^{2S+1}L_J\!\,</math>) | ||
! class="hintergrundfarbe5"| Mischung aus <math>u\bar u</math> und <math>d\bar d</math><br /> | ! class="hintergrundfarbe5"| Mischung aus <math>u\bar u</math> und <math>d\bar d</math><br />[[Isospin]]=1 | ||
! class="hintergrundfarbe5"| Mischung aus <math>u\bar u</math>, <math>d\bar d</math> | ! class="hintergrundfarbe5"| Mischung aus <math>u\bar u</math>, <math>d\bar d</math>, <math>s\bar s</math><br />Isospin=0 | ||
! class="hintergrundfarbe5"| | ! class="hintergrundfarbe5"| Charm­onium<br /><math>c\bar c</math> | ||
! class="hintergrundfarbe5"| | ! class="hintergrundfarbe5"| Bottom­onium<br /><math>b\bar b</math> | ||
|- | |- | ||
| <math>J^{-+}\!\,</math> | | <math>J^{-+}\!\,</math> | ||
| rowspan="2" class = "hintergrundfarbe1" | ''gerade''<br /><math>\Rightarrow</math> S, D, G, … | | rowspan="2" class = "hintergrundfarbe1" | ''gerade''<br /><math>\Rightarrow</math> S, D, G, … | ||
| ''gerade'' <math>\Rightarrow</math> 0 | | ''gerade''<br /><math>\Rightarrow</math> 0 | ||
| 0, 2, 4, … | | 0, 2, 4, … | ||
| 1<sup>1</sup>S<sub>0</sub> | | 1<sup>1</sup>S<sub>0</sub> | ||
| class="hintergrundfarbe8" | [[Pion]] | | class="hintergrundfarbe8" | [[Pion]] <math>\pi\!\,</math> | ||
| class="hintergrundfarbe8" | [[η-Meson]] | | class="hintergrundfarbe8" | [[η-Meson]] <math>\eta, \eta'\!\,</math> | ||
| class="hintergrundfarbe8" | <math>\eta_c\!\,</math> | | class="hintergrundfarbe8" | <math>\eta_c\!\,</math> | ||
| class="hintergrundfarbe8" | <math>\eta_b\!\,</math> | | class="hintergrundfarbe8" | <math>\eta_b\!\,</math> | ||
|- | |- | ||
| <math>J^{--}\!\,</math> | | <math>J^{--}\!\,</math> | ||
| ''ungerade'' <math>\Rightarrow</math> 1 | | ''ungerade''<br /><math>\Rightarrow</math> 1 | ||
| 1, 2, 3, … | | 1, 2, 3, … | ||
| 1<sup>3</sup>S<sub>1</sub> | | 1<sup>3</sup>S<sub>1</sub> | ||
| class="hintergrundfarbe8" | [[Rho-Meson]] | | class="hintergrundfarbe8" | [[Rho-Meson]] <math>\rho\!\,</math> | ||
| class="hintergrundfarbe8" | [[Omega-Meson]] <math>\omega\!\,</math>, [[Phi-Meson]] <math>\phi\!\,</math> | | class="hintergrundfarbe8" | [[Omega-Meson]] <math>\omega\!\,</math>, [[Phi-Meson]] <math>\phi\!\,</math> | ||
| class="hintergrundfarbe8" | <math>\psi\!\,</math><ref group="Anm.">aus historischen Gründen wird der 1<sup>−−</sup>-Grundzustand als [[J/ψ-Meson]] bezeichnet</ref> | | class="hintergrundfarbe8" | <math>\psi\!\,</math><ref group="Anm.">aus historischen Gründen wird der 1<sup>−−</sup>-Grundzustand als [[J/ψ-Meson]] bezeichnet</ref> | ||
| class="hintergrundfarbe8" | [[Ypsilon-Meson|Y-Meson]] <math>\Upsilon\!\,</math> | | class="hintergrundfarbe8" | [[Ypsilon-Meson|Y-Meson]] <math>\Upsilon\!\,</math> | ||
|- | |- | ||
| <math>J^{+-}\!\,</math> | | <math>J^{+-}\!\,</math> | ||
| rowspan="2" class = "hintergrundfarbe1" | ''ungerade''<br /><math>\Rightarrow</math> P, F, H, … | | rowspan="2" class = "hintergrundfarbe1" | ''ungerade''<br /><math>\Rightarrow</math> P, F, H, … | ||
| ''gerade'' <math>\Rightarrow</math> 0 | | ''gerade''<br /><math>\Rightarrow</math> 0 | ||
| 1, 3, 5, … | | 1, 3, 5, … | ||
| 1<sup>1</sup>P<sub>1</sub> | | 1<sup>1</sup>P<sub>1</sub> | ||
| Zeile 88: | Zeile 85: | ||
| class="hintergrundfarbe8" | <math>h_c\!\,</math> | | class="hintergrundfarbe8" | <math>h_c\!\,</math> | ||
| class="hintergrundfarbe8" | <math>h_b\!\,</math> | | class="hintergrundfarbe8" | <math>h_b\!\,</math> | ||
|- | |- | ||
| <math>J^{++}\!\,</math> | | <math>J^{++}\!\,</math> | ||
| ''ungerade'' <math>\Rightarrow</math> 1 | | ''ungerade''<br /><math>\Rightarrow</math> 1 | ||
| 0, 1, 2, … | | 0, 1, 2, … | ||
| 1<sup>3</sup>P<sub>0</sub> | | 1<sup>3</sup>P<sub>0</sub> | ||
| Zeile 98: | Zeile 94: | ||
| class="hintergrundfarbe8" | <math>\chi_c\!\,</math> | | class="hintergrundfarbe8" | <math>\chi_c\!\,</math> | ||
| class="hintergrundfarbe8" | <math>\chi_b\!\,</math> | | class="hintergrundfarbe8" | <math>\chi_b\!\,</math> | ||
|} | |} | ||
<references group="Anm." /> | <references group="Anm." /> | ||
* Für die aus schweren Quarks (<math>c, b | * Für die aus schweren Quarks (<math>c, b\!\,</math>) gebildeten Mesonen wird, sofern bekannt, die spektroskopische Bezeichnung (<math>nL\!\,</math>) mit angegeben – z. B. <math>\psi(2S)\!\,</math>, sowie <math>J\!\,</math> als weiterer Index – z. B. <math>\chi_{c1}(1P)\!\,</math>. Letzteres ist nicht nötig bei <math>L = 0\!\,</math>, weil dann <math>J = S\!\,</math>. Ist eine spektroskopische Zuordnung mangels Daten nicht möglich, wird zur näheren Bezeichnung die Masse in MeV/c<sup>2</sup> angegeben, z. B. <math>\psi(3770)\!\,</math>. | ||
* Für die aus leichten Quarks (<math>u, d, s\!\,</math>) gebildeten Mesonen verwendet man die spektroskopische Bezeichnung nicht; stattdessen wird zur näheren Bezeichnung die Masse in MeV/c<sup>2</sup> angegeben. | * Für die aus leichten Quarks (<math>u, d, s\!\,</math>) gebildeten Mesonen verwendet man die spektroskopische Bezeichnung nicht; stattdessen wird zur näheren Bezeichnung die Masse in MeV/c<sup>2</sup> angegeben. | ||
* Bei den niedrigsten Zuständen kann man diese Angaben weglassen – also <math>\eta_c(1S) = \eta_c\!\,</math> und <math>\phi(1020)=\phi\!\,</math>. | * Bei den niedrigsten Zuständen kann man diese Angaben weglassen – also <math>\eta_c(1S) = \eta_c\!\,</math> und <math>\phi(1020)=\phi\!\,</math>. | ||
== | == Nachgewiesene Quarkonia == | ||
{| class="wikitable" style="text-align:center" | |||
{| class="wikitable | |||
|- | |- | ||
! | ! style="width:40px" rowspan="2"| ''J<sup>PC</sup>'' | ||
! | ! style="width:40px" rowspan="2"| Termsymbol {{nowrap|''n''<sup>2''S'' + 1</sup>''L''<sub>''J''</sub>}} | ||
! colspan="2"| Charmonium <math>c\bar c</math> | ! colspan="2"| Charmonium <math>c\bar c</math> | ||
! colspan="2"| | ! colspan="2"| Bottomonium <math>b\bar b</math> | ||
|- class="hintergrundfarbe5" | |- class="hintergrundfarbe5" | ||
| width = "150px" | Partikel | | width = "150px" | Partikel | ||
| Masse<br />(MeV/c<sup>2</sup>)<ref> | | Masse<br />(MeV/c<sup>2</sup>)<ref>M. Tanabashi ''et al''. (Particle Data Group), 2018: [http://pdg.lbl.gov/2018/tables/rpp2018-tab-mesons-c-cbar.pdf cc̅ Mesons]</ref> | ||
| width = "150px" | Partikel | | width = "150px" | Partikel | ||
| Masse<br />(MeV/c<sup>2</sup>)<ref> | | Masse<br />(MeV/c<sup>2</sup>)<ref>M. Tanabashi ''et al''. (Particle Data Group), 2018: [http://pdg.lbl.gov/2018/tables/rpp2018-tab-mesons-b-bbar.pdf bb̅ Mesons]</ref> | ||
|- | |- | ||
| 0<sup>−+</sup> | | 0<sup>−+</sup> | ||
| '''1<sup>1</sup>S<sub>0</sub>''' | | '''1<sup>1</sup>S<sub>0</sub>''' | ||
| ''η<sub>c</sub>''(1''S'') = ''η<sub>c</sub>'' | | ''η<sub>c</sub>''(1''S'') = ''η<sub>c</sub>'' | ||
| 2983, | | 2983,9 ±0,5 | ||
| ''η<sub>b</sub>''(1''S'') = ''η<sub>b</sub>'' | | ''η<sub>b</sub>''(1''S'') = ''η<sub>b</sub>'' | ||
| 9399,0 ±2,3 | | 9399,0 ±2,3 | ||
| Zeile 136: | Zeile 124: | ||
| 0<sup>−+</sup> | | 0<sup>−+</sup> | ||
| 2<sup>1</sup>S<sub>0</sub> | | 2<sup>1</sup>S<sub>0</sub> | ||
| ''η<sub>c</sub>''(2''S'') = ''η<sub>c</sub>< | | ''η<sub>c</sub>''(2''S'') = ''η<sub>c</sub><nowiki>'</nowiki>'' | ||
| | | 3637,6 ±1,2 | ||
| ''η<sub>b</sub>''(2''S'') | | ''η<sub>b</sub>''(2''S'') | ||
| | | | ||
|- style="border-bottom:2pt black | |- style="border-bottom:2pt solid black" | ||
| 2<sup>−+</sup> | | 2<sup>−+</sup> | ||
| 1<sup>1</sup>D<sub>2</sub> | | 1<sup>1</sup>D<sub>2</sub> | ||
| Zeile 199: | Zeile 187: | ||
| 2<sup>−−</sup> | | 2<sup>−−</sup> | ||
| 1<sup>3</sup>D<sub>2</sub> | | 1<sup>3</sup>D<sub>2</sub> | ||
| ''ψ''(1''D'') | | ''ψ''<sub>2</sub>(1''D'') = ''ψ''<sub>2</sub>(3823) | ||
| | | 3822,2 ±1,2 | ||
| ''Υ''(1''D'') | | ''Υ''<sub>2</sub>(1''D'') | ||
| 10.163,7 ±1,4 | | 10.163,7 ±1,4 | ||
|- | |- | ||
| Zeile 210: | Zeile 198: | ||
| ''Υ''<sub>3</sub>(1''D''){{FN|†}} | | ''Υ''<sub>3</sub>(1''D''){{FN|†}} | ||
| | | | ||
|- style="border-bottom:2pt black | |- style="border-bottom:2pt solid black" | ||
| 1<sup>−−</sup> | | 1<sup>−−</sup> | ||
| ?<sup>?</sup>?<sub>?</sub> | | ?<sup>?</sup>?<sub>?</sub> | ||
| ''Y''(4260) | | ''ψ''(4260) = ''Y''(4260) | ||
| | | 4230 ±8 | ||
| | | | ||
| | | | ||
| Zeile 224: | Zeile 212: | ||
| ''h<sub>b</sub>''(1''P'') = ''h<sub>b</sub>'' | | ''h<sub>b</sub>''(1''P'') = ''h<sub>b</sub>'' | ||
| 9899,3 ±0,8 | | 9899,3 ±0,8 | ||
|- style="border-bottom:2pt black | |- style="border-bottom:2pt solid black" | ||
| 1<sup>+−</sup> | | 1<sup>+−</sup> | ||
| 2<sup>1</sup>P<sub>1</sub> | | 2<sup>1</sup>P<sub>1</sub> | ||
| Zeile 235: | Zeile 223: | ||
| '''1<sup>3</sup>P<sub>0</sub>''' | | '''1<sup>3</sup>P<sub>0</sub>''' | ||
| ''χ''<sub>''c''0</sub>(1''P'') = ''χ''<sub>''c''0</sub> | | ''χ''<sub>''c''0</sub>(1''P'') = ''χ''<sub>''c''0</sub> | ||
| 3414, | | 3414,71 ±0,30 | ||
| ''χ''<sub>''b''0</sub>(1''P'') = ''χ''<sub>''b''0</sub> | | ''χ''<sub>''b''0</sub>(1''P'') = ''χ''<sub>''b''0</sub> | ||
| 9859,44 ±0,52 | | 9859,44 ±0,52 | ||
| Zeile 249: | Zeile 237: | ||
| 1<sup>3</sup>P<sub>1</sub> | | 1<sup>3</sup>P<sub>1</sub> | ||
| ''χ''<sub>''c''1</sub>(1''P'') | | ''χ''<sub>''c''1</sub>(1''P'') | ||
| 3510, | | 3510,67 ±0,05 | ||
| ''χ''<sub>''b''1</sub>(1''P'') | | ''χ''<sub>''b''1</sub>(1''P'') | ||
| 9892,78 ±0,40 | | 9892,78 ±0,40 | ||
| Zeile 270: | Zeile 258: | ||
| 1<sup>3</sup>P<sub>2</sub> | | 1<sup>3</sup>P<sub>2</sub> | ||
| ''χ''<sub>''c''2</sub>(1''P'') | | ''χ''<sub>''c''2</sub>(1''P'') | ||
| 3556, | | 3556,17 ±0,07 | ||
| ''χ''<sub>''b''2</sub>(1''P'') | | ''χ''<sub>''b''2</sub>(1''P'') | ||
| 9912,21 ±0,40 | | 9912,21 ±0,40 | ||
| Zeile 280: | Zeile 268: | ||
| ''χ''<sub>''b''2</sub>(2''P'') | | ''χ''<sub>''b''2</sub>(2''P'') | ||
| 10.268,65 ±0,55 | | 10.268,65 ±0,55 | ||
|- style="border-bottom:2pt black | |- style="border-bottom:2pt solid black" | ||
| 1<sup>+</sup><sup>+</sup> | | 1<sup>+</sup><sup>+</sup> | ||
| ?<sup>?</sup>?<sub>1</sub> | | ?<sup>?</sup>?<sub>1</sub> | ||
| ''X''(3872) | | ''χ''<sub>''c''1</sub>(3872) = ''X''(3872){{FN|**}} | ||
| 3871,69 ±0,17 | | 3871,69 ±0,17 | ||
| | |||
| | |||
|} | |} | ||
{{FNBox| | |||
<!-- {{FNZ|*|noch zu bestätigen}} --> | |||
{{FNZ|†|vorhergesagt, aber noch nicht identifiziert.}} | |||
{{FNZ|**|Die Quantenzahlen des X(3872)-Teilchens sind Gegenstand aktueller Untersuchungen,<ref>{{Literatur |Autor=LHCb collaboration |Titel=Determination of the X(3872) meson quantum numbers |Sammelwerk=Physical Review Letters |Band=110 |Nummer=22 |Datum=2013-05 |arXiv=1302.6269v1 |DOI=10.1103/PhysRevLett.110.222001}}</ref> seine Identität ist nicht vollständig geklärt. Es kann sich handeln um: | |||
* einen Kandidaten für den 1<sup>1</sup>D<sub>2</sub>-Zustand; | |||
* einen hybriden Charmonium-Zustand; | |||
* ein <math>D^0\bar D^{*0}</math>-Molekül. | |||
}} | |||
}} | |||
2005 veröffentlichte das [[BaBar-Experiment]] die Entdeckung des neuen Zustands Y(4260).<ref>{{Internetquelle |url=http://www.infn.it/news/newsen.php?id=351 |titel=A new particle discovered by BaBar experiment |hrsg=[[Istituto Nazionale di Fisica Nucleare]] |datum=2005-07-06 |abruf=2010-03-06}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=B. Aubert u. a. (BaBar Collaboration) |Titel=Observation of a broad structure in the π<sup>+</sup>π<sup>−</sup>J/ψ mass spectrum around 4.26 GeV/c<sup>2</sup> |Sammelwerk=[[Physical Review Letters]] |Band=95 |Nummer=14 |Datum=2005 |Seiten=142001 |arXiv=hep-ex/0506081 |DOI=10.1103/PhysRevLett.95.142001}}</ref> | |||
Die Beobachtungen wurden von den Experimenten CLEO und [[Belle-Experiment|Belle]] bestätigt. Zuerst wurde das neue Teilchen für ein Charmonium gehalten, aber inzwischen legen die Beobachtungen exotischere Erklärungen nahe, wie ein D-„Molekül“, ein [[Tetraquark]] oder ein hybrides Meson. | |||
== Literatur == | == Literatur == | ||
In der Teilchenphysik bezeichnet man mit Quarkonium (Plural: Quarkonia) einen gebundenen Zustand aus einem Quark und seinem Antiquark. Anders ausgedrückt ist es ein Meson ohne elektrische Ladung oder Flavour.
Gebundene Zustände der schweren Quarks ($ c,b,t\!\, $) haben eigene Namen: gebundene Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): c\bar c -Zustände (also charm-Quark und -Antiquark) heißen Charmonium, gebundene Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): b\bar b -Zustände Bottomonium. Da die Lebensdauer des Top-Quarks Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): t extrem kurz ist, können sich höchstwahrscheinlich keine Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): t\bar t -Systeme (Toponium) bilden.
Gebundene Quark-Antiquark-Zustände der leichten Quarks (Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): u, d, s\!\, ) mischen sich aufgrund der geringen Massendifferenz quantenmechanisch – vor allem Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): u\bar u mit $ d{\bar {d}} $. Daher sind die aus ihnen gebildeten Mesonen nicht einer einzelnen Quarksorte zuordenbar.
Der Name Quarkonium ist analog zum Positronium, bei dem ein Elektron und ein Positron zum Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): e^+e^-\!\, gebunden sind. Wie beim Positronium kennzeichnet man Quarkonia durch folgende Quantenzahlen:
| Bahndreh- impuls Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): L\!\, |
Kenn- buchstabe |
|---|---|
| 0 | S |
| 1 | P |
| 2 | D |
| 3 | F |
| 4 | G |
| 5 | H |
| 6 | I |
| 7 | K |
| … | … |
in der Nomenklatur Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): n^{2S+1}L_J\!\, (Termsymbol) bzw. Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): nL\!\, (spektroskopische Bezeichnung), wobei der Bahndrehimpuls Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): L\!\, durch einen Großbuchstaben (siehe Tabelle) angegeben wird.
Man beachte folgenden Unterschied in der Namensgebung: Während bei Positronium die Nomenklatur der Atomphysik gilt mit der Hauptquantenzahl Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): n = N+1+l\!\, (Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): N\!\, für die Zahl der Knoten der Radialwellenfunktion, klein Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): l\!\, für den Bahndrehimpuls), verwendet man beim Quarkonium die Nomenklatur der Kernphysik mit Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): n = N+1\!\, . Einem 23P1-Positronium entspricht also ein 13P1-Charmonium.
Beobachtbar sind neben dem Gesamtdrehimpuls Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): J\!\, nur:
Bahndrehimpuls Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): L\!\, und Quarkspin-Kopplung Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): S\!\, lassen sich daraus ableiten.
Für die aus diesen Zuständen gebildeten Mesonen gilt folgende Nomenklatur[1]
| beobachtet: Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): J^{PC}\!\, |
Bahndrehimpuls Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): L\!\, |
gekoppelter Spin Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): S\!\, |
Gesamtdrehimpuls $ J\!\, $ |
Grundzustand (Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): n^{2S+1}L_J\!\, ) |
Mischung aus Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): u\bar u
und Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): d\bar d
Isospin=1 |
Mischung aus Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): u\bar u
, Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): d\bar d
, Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): s\bar s
Isospin=0 |
Charmonium $ c{\bar {c}} $ |
Bottomonium Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): b\bar b |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): J^{-+}\!\, | gerade Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \Rightarrow S, D, G, … |
gerade Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \Rightarrow 0 |
0, 2, 4, … | 11S0 | Pion Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \pi\!\, | η-Meson Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \eta, \eta'\!\, | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \eta_c\!\, | $ \eta _{b}\!\, $ |
| Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): J^{--}\!\, | ungerade Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \Rightarrow 1 |
1, 2, 3, … | 13S1 | Rho-Meson Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \rho\!\, | Omega-Meson Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \omega\!\, , Phi-Meson Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \phi\!\, | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \psi\!\, [Anm. 1] | Y-Meson Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \Upsilon\!\, | |
| Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): J^{+-}\!\, | ungerade Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \Rightarrow P, F, H, … |
gerade Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \Rightarrow 0 |
1, 3, 5, … | 11P1 | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): b\!\, | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): h, h'\!\, | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): h_c\!\, | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): h_b\!\, |
| Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): J^{++}\!\, | ungerade $ \Rightarrow $ 1 |
0, 1, 2, … | 13P0 | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): a\!\, | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): f, f'\!\, | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \chi_c\!\, | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \chi_b\!\, |
| JPC | Termsymbol n2S + 1LJ | Charmonium $ c{\bar {c}} $ | Bottomonium Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): b\bar b | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Partikel | Masse (MeV/c2)[2] |
Partikel | Masse (MeV/c2)[3] | ||
| 0−+ | 11S0 | ηc(1S) = ηc | 2983,9 ±0,5 | ηb(1S) = ηb | 9399,0 ±2,3 |
| 0−+ | 21S0 | ηc(2S) = ηc' | 3637,6 ±1,2 | ηb(2S) | |
| 2−+ | 11D2 | ηc(1D)† | ηb(1D)† | ||
| 1−− | 13S1 | J/ψ(1S) = J/ψ | 3096,900 ±0,006 | Υ(1S) = Υ | 9460,30 ±0,26 |
| 1−− | 23S1 | ψ(2S) = ψ(3686) | 3686,097 ±0,025 | Υ(2S) | 10.023,26 ±0,31 |
| 1−− | 33S1 | Υ(3S) | 10.355,2 ±0,5 | ||
| 1−− | 43S1 | Υ(4S) = Υ(10580) | 10.579,4 ±1,2 | ||
| 1−− | 53S1 | Υ(5S) = Υ(10860) | 10.889,9 ±3,2 | ||
| 1−− | 63S1 | Υ(6S) = Υ(11020) | 10.992,9 ±10 | ||
| 1−− | 13D1 | ψ(3770) | 3773,13 ±0,35 | ||
| 2−− | 13D2 | ψ2(1D) = ψ2(3823) | 3822,2 ±1,2 | Υ2(1D) | 10.163,7 ±1,4 |
| 3−− | 13D3 | ψ3(1D)† | Υ3(1D)† | ||
| 1−− | ???? | ψ(4260) = Y(4260) | 4230 ±8 | ||
| 1+− | 11P1 | hc(1P) = hc | 3525,38 ±0,11 | hb(1P) = hb | 9899,3 ±0,8 |
| 1+− | 21P1 | hc(2P)† | hb(2P) | ||
| 0++ | 13P0 | χc0(1P) = χc0 | 3414,71 ±0,30 | χb0(1P) = χb0 | 9859,44 ±0,52 |
| 0++ | 23P0 | χc0(2P)† | χb0(2P) | 10.232,5 ±0,6 | |
| 1++ | 13P1 | χc1(1P) | 3510,67 ±0,05 | χb1(1P) | 9892,78 ±0,40 |
| 1++ | 23P1 | χc1(2P)† | χb1(2P) | 10.255,46 ±0,55 | |
| 1++ | 33P1 | χb1(3P) | 10.512,1 ±2,3 | ||
| 2++ | 13P2 | χc2(1P) | 3556,17 ±0,07 | χb2(1P) | 9912,21 ±0,40 |
| 2++ | 23P2 | χc2(2P) | 3927,2 ±2,6 | χb2(2P) | 10.268,65 ±0,55 |
| 1++ | ???1 | χc1(3872) = X(3872)** | 3871,69 ±0,17 | ||
2005 veröffentlichte das BaBar-Experiment die Entdeckung des neuen Zustands Y(4260).[5][6] Die Beobachtungen wurden von den Experimenten CLEO und Belle bestätigt. Zuerst wurde das neue Teilchen für ein Charmonium gehalten, aber inzwischen legen die Beobachtungen exotischere Erklärungen nahe, wie ein D-„Molekül“, ein Tetraquark oder ein hybrides Meson.