Heavy mesons

Riassunto

Scopo del presente lavoro è di compendiare, da un punto di vista puramente fenomenologico, le attuali conoscenze su l'identità e proprietà delle nuove particelle instabili, chiamate mesoni pesanti. Vengono prese in considerazione le particelle V^o, neutre, che si disintegrano in due secondari carichi, e i mesoni V^± carichi che danno origine ad un secondario carico ed uno o più neutri; con questa denominazione ci si riferisce agli eventi osservati in camera di Wilson. Nelle emulsioni nucleari si osservano i mesoni χ, particelle cariche che decadono a riposo in un secondario carico ed almeno due neutri, i mesoni τ che pure a riposo si disintegrano in tre particelle cariche e, non ancora sicuramente identificati, i mesoni ξ neutri e carichi. L'Autore, utilizzando i dati sperimentali finora disponibili, si pone il problema di discernere se le particelle V^o sono di unicaidentità con vari modi di decadimento oppure di diversa natura avente ciascuna un caratteristico processo di disintegrazione, se è possibile identificare i mesoni V^± con le particelle χ dal loro analogo comportamento e infine se i mesoni χ e τ sono realmente due particelle distinte. I risultati ottenuti dalle emulsioni nucleari sembrano dimostrare in modo conclusivo che i mesoni χ e τ sono particelle differenti. Infatti lo schema di decadimento accettato per il mesone τ è: τ→3π, da misure dirette sui secondari se ne è riconosciuta l'identità; dal bilancio energetico e da misure di massa sul mesone τ si ricava per questo una massa di circa 970m _e . La massa del mesone χ invece, misurata sia direttamente, sia in base allo schema osservato: χ→μ+?+?, dove il mesone μ emesso ha un momento massimo dell'ordine di 250 MeV/c, risulta intorno a 1200m _e , in ogni casi certamente superiore a 1000m _e . Quindi la differenza tra gli schemi di decadimento per queste due particelle trova conferma in una differenza di masse. Il criterio per confrontare le caratteristiche dei mesoni V^± con quelle dei mesoni χ si basa sullo studio dello spettro di momenti dei rispettivi secondari, spettri che risultano compatibili tra loro. Le misure di massa per i mesoni V^± dalla camera di Wilson non sono infatti sufficientemente precise per permettere un confronto tra queste due particelle in base alle loro masse. La somiglianza descrittiva di queste, la distribuzione di momenti dei secondari ed inoltre la considerazione della vita media per entrambe le particelle concorde intorno a cirea 10⁻⁹ s, inducono a ritenere che i mesoni χ e V^± siano le stesse particelle viste da diversi mezzi di rivelazione. Lo schema di decadimento per i mesoni ora chiamati (V\gK) non è ancora stabilito con sicurezza, ma sembra ristretto alle due alternative: (V\gK)→μ+π₀+ν, (V\gK)→μ+ν+ν; l'incertezza resta quindi sulla natura dei secondari neutri. Per quanto riguarda i mesoni V^o neutri, si può considerare stabilito che esistono due tipi di particelle, chiamate V ⁰₁ e V ⁰₂ caratterizzate da differenti prodotti di disintegrazione. Il mesone V ⁰₁ decade secondo lo schema: V ⁰₁ ± P₊ + ±₋; esso è generalmente considerato come un nucleone eccitato. Sembra potersi escludere che in questo tipo di disintegrazione venga emessa anche una particella neutra. Il mesone V ⁰₂ decade pure in due particelle cariche, ma queste sono probabilmente entrambe più leggere di un nucleone, la presenza di una terza particella neutra partecipante al decadimento è ancora oggetto di discussione. Le vite medie di entrambi i mesoni V^o sono superiori a 3·10⁻¹⁰ s e probabilmente inferiori a 10⁻⁹ s. Le particelle ξ neutre decadono probabilmente in due mesoni π, ma non sono oggetto di discussione nel presente lavoro. Concludendo l'Autore mette in rilievo il fatto significativo che le caratteristiche di queste nuove particelle pesanti instabili sono tali da permetterne lo studio con le odierne tecniche e ritiene molto probabile che non tutte le particelle instabili siano state ancora identificate.