Hadró: diferència entre les revisions

En [[física de partícules]], un '''hadró''' (del [[idioma grec|grec]] {{Polytonic|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:

Els hadrons més coneguts són els [[Protó|protons]] i [[Neutró|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 [[Pió|pions]] i els [[Kaó|kaons]], que van ser descoberts durant els experiments de [[raigs còsmics]] de la dècada dedel [[1940]] i principis dedel [[1950]].

Els [[Dècada del 1970|anys 70]], es va predir l'existència d'hadrons, que es van anomenar ''tetraquarks'' (o, més concretament, mesons exòtics) i pentaquarks (barions exòtics),<ref name="mit70">{{cite web|title=Multiquark hadrons. I. Phenomenology of Q2Q̅ 2 mesons|url=http://prd.aps.org/abstract/PRD/v15/i1/p267_1|author=R. J. Jaffe|publisher=Stanford Linear Accelerator Center, Stanford University, Stanford, California 94305 - Laboratory for Nuclear Science and Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139|date=15/12/1976}}</ref> però no va ser fins al 2008 queen què es va poder tenir certes proves de la seva existència<ref name=tetraquark>{{cite web|author=Ahmed Ali, Christian Hambrock, M. Jamil Aslam|publisher=Physical Review Letters|title=Tetraquark Interpretation of the BELLE Data on the Anomalous Υ(1S)π+π- and Υ(2S)π+π- Production near the Υ(5S) Resonance|url=http://prl.aps.org/abstract/PRL/v104/i16/e162001|date=2010}}</ref><ref name="physicsworld">{{cite web|title=Evidence grows for tetraquarks|url=http://physicsworld.com/cws/article/news/42475}}</ref> amb diversos experiments, anomenats ''BELLE'', elaborats al laboratori KEK del [[Japó]].

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]].<ref name="okun">{{cite conference |author=L.B. Okun |year=1962 |title=The Theory of Weak Interaction |booktitle=Proceedings of 1962 International Conference on High-Energy Physics at CERN |place=Geneva |page=845 |bibcode=1962hep..conf..845O |url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1962hep..conf..845O}}</ref>" En aquella ocasió va dir:

<blockquote>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 noméssols 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"', "massiva"'massiu', en contrast amb λεπτός que significa "'petit"', "'lleuger"'). Espero que aquesta terminologia resulti ser convenient.</blockquote>

[[Fitxer:Hadron colors.svg|200px|right|thumb|Els hadrons sempre tenen una càrrega total de color i gualigual a ''zero'' o ''blanc''.]]

|bibcode = 2008PhLB..667....1P }}</ref> les propietats dels hadrons estan determinades principalment pels anomenats [[quarks de valència|''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 del color''. És a dir, els hadrons ha de ser "sense color" o "blanc". La combinació més simple de quarks i que, per tant, ofrmaforma les partícules compostes més estables són: tres quarks de diferents colors (barions), o un quark d'un color i un antiquark portardorportador de l'anticolor corresponent (mesons).

Igual que totes les partícules subatòmiques, als hadrons se'ls assignen [[Nombre quàntic|nombres quàntics]] corresponents a les representacions del [[grup de Poincaré]]: ''J^PC(m)'', onen 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 [[isospín]] (o paritat-G ), i l'estrany. Tots els quarks porten un additiu, conservaconserven un nombre quàntic anomenat [[nombre bariònic|''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 lesels mesons tenen B = 0.

Els '''mesons''' són hadrons compostos per una parella quark-antiquark. Són bosons (espinespín 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 a través demitjançant 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 dedel 2000, però el seu estat és objecte de debat. Diversos altres hipotètics "exòtics" les mesons es troben fora del model de la classificació de quarks.

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''.<ref>

}}</ref> Diversos candidats pentaquarkpentaquarks van ser trobats a la [[dècada del 2000]], però després de revisar aquests estats es va establir que no existien.<ref name="Quark model">

Cada tipus de barió té la corresponent [[antipartícula]] (antibarió), en ella 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.

* [http://pdglive.lbl.gov/listings1.brl?quickin=Y Particle Data Group].