In der Partikel-Physik ist ein hadron (hadrós, "dick, dick") eine zerlegbare Partikel, die aus durch die starke Kraft zusammengehaltenen Quarken gemacht ist (als Atome, und Moleküle werden durch die elektromagnetische Kraft zusammengehalten). Hadrons werden in zwei Familien kategorisiert: baryons (gemacht aus drei Quarken) und Mesonen (gemacht aus einem Quark und einem Antiquark).

Die am besten bekannten hadrons sind Protone und Neutronen (beide baryons), die Bestandteile von Atomkernen sind. Alle hadrons außer Protonen sind nicht stabil und erleben Partikel-Neutronen des Zerfalls jedoch sind stabile Innenatomkerne. Die am besten bekannten Mesonen sind der pion und die kaon, die während kosmischer Strahl-Experimente gegen Ende der 1940er Jahre und Anfang der 1950er Jahre entdeckt wurden. Jedoch ist das nicht der einzige hadrons; eine große Zahl von ihnen ist entdeckt worden und setzt fort, entdeckt zu werden (sieh Liste von baryons und Liste von Mesonen).

Andere Typen von hadron, können wie tetraquarks (oder, mehr allgemein, exotische Mesonen) und pentaquarks bestehen (exotischer baryons), aber keine aktuellen Beweise deuten abschließend ihre Existenz an.

Etymologie

Der Begriff hadron wurde von Lev B. Okun in einem Plenargespräch in 1962 Internationale Konferenz für die Hohe Energiephysik eingeführt. In diesem Gespräch hat er gesagt:

Eigenschaften

Gemäß dem Quark-Modell werden die Eigenschaften von hadrons in erster Linie durch ihre so genannten Wertigkeitsquarke bestimmt. Zum Beispiel wird ein Proton aus zwei Quarke (jeder mit der elektrischen Anklage +, für insgesamt + zusammen) und ein unten Quark (mit der elektrischen Anklage ) zusammengesetzt. Das Hinzufügen von diesen gibt zusammen die Protonenanklage +1 nach. Obwohl Quarke auch Farbenanklage tragen, muss hadrons Nullgesamtfarbenanklage wegen eines Phänomenes genannt Farbenbeschränkung haben. D. h. hadrons muss "farblos" oder "weiß" sein. Diese sind von den zwei Wegen am einfachsten: Drei Quarke von verschiedenen Farben, oder ein Quark einer Farbe und ein Antiquark, das die entsprechende Antifarbe trägt. Hadrons mit der ersten Einordnung werden baryons genannt, und diejenigen mit der zweiten Einordnung sind Mesonen.

Wie alle subatomaren Partikeln sind hadrons zugeteilte Quantenzahlen entsprechend den Darstellungen der Gruppe von Poincaré: J (m), wo J die Drehungsquantenzahl, P die innere Gleichheit (oder P-Gleichheit), und C, die Anklage-Konjugation (oder C-Gleichheit), und die Masse der Partikel ist, Bemerkt M, dass die Masse eines hadron sehr wenig hat, um mit der Masse seiner Wertigkeitsquarke zu tun; eher, wegen der Massenenergie-Gleichwertigkeit, kommt der grösste Teil der Masse aus dem großen Betrag der mit der starken Wechselwirkung vereinigten Energie. Hadrons kann auch Geschmack-Quantenzahlen wie isospin (oder G Gleichheit), und Eigenartigkeit tragen. Alle Quarke tragen eine zusätzliche, erhaltene Quantenzahl hat eine Baryonenzahl (B) genannt, der + für Quarke und  für Antiquarke ist. Das bedeutet, dass baryons (Gruppen von drei Quarken) B = 1 haben, während Mesonen B = 0 haben.

Hadrons haben als Klangfülle bekannte Staaten erregt. Jeder Boden-Staat hadron kann mehrere aufgeregte Staaten haben; mehrere hundert der Klangfülle ist in Partikel-Physik-Experimenten beobachtet worden. Klangfülle verfällt äußerst schnell (innerhalb von ungefähr 10 Sekunden) über die starke Kernkraft.

In anderen Phasen der Sache kann der hadrons verschwinden. Zum Beispiel, am sehr hohen Temperatur- und Hochdruck, wenn es genug viele Geschmäcke nach Quarken nicht gibt, sagt die Theorie des Quants chromodynamics (QCD) voraus, dass Quarke und gluons innerhalb von hadrons Dieses Eigentum nicht mehr beschränkt werden, das als asymptotische Freiheit bekannt ist, ist in der Energiereihe zwischen 1 GeV (gigaelectronvolt) und 1 TeV (teraelectronvolt) experimentell bestätigt worden.

Alle freien hadrons außer dem Proton (und Antiproton) sind nicht stabil.

Baryons

Alle, was bekannte baryons aus drei Wertigkeitsquarken gemacht werden, so sind sie fermions (d. h. haben sie sonderbare halbintegrierte Drehung, weil sie eine ungerade Zahl von Quarken haben). Da Quarke Baryonenzahl B = besitzen, haben baryons Baryonenzahl B = 1. Die am besten bekannten baryons sind das Proton und das Neutron.

Man kann baryons mit weiteren Paaren des Quark-Antiquarks zusätzlich zu ihren drei Quarken Hypothese aufstellen. Hypothetische baryons mit einem Extrapaar des Quark-Antiquarks (5 Quarke insgesamt) werden pentaquarks genannt. Mehrere pentaquark Kandidaten wurden am Anfang der 2000er Jahre gefunden, aber laut der weiteren Rezension sind diese Staaten jetzt als nicht existierend gegründet worden. (Das herrscht gegen pentaquarks im Allgemeinen nicht, nur die Kandidaten bringen vor). Keine Beweise von Baryon-Staaten mit noch mehr Paaren des Quark-Antiquarks sind auch gefunden worden.

Jeder Typ von baryon hat ein entsprechendes Antiteilchen (antibaryon), in dem Quarke durch ihre entsprechenden Antiquarke ersetzt werden. Zum Beispiel: Da ein Proton aus zwei-Quarken und einem Unten-Quark gemacht wird, wird sein entsprechendes Antiteilchen, das Antiproton, aus zwei-Antiquarken und einem Unten-Antiquark gemacht.

Mesonen

Mesonen sind aus einem Paar des Quark-Antiquarks zusammengesetzter hadrons. Sie sind bosons (integrierte Drehung - d. h. ein gleiches Vielfache ½ - weil sie eine gerade Zahl von Quarken haben). Sie haben Baryonenzahl B = 0. Beispiele von in Partikel-Physik-Experimenten allgemein erzeugten Mesonen schließen pions und kaons ein. Pions spielen auch eine Rolle im Zusammenhalten von Atomkernen über die restliche starke Kraft.

Im Prinzip können Mesonen mit mehr als einem Paar des Quark-Antiquarks bestehen; ein hypothetisches Meson mit zwei Paaren wird einen tetraquark genannt. Mehrere tetraquark Kandidaten wurden in den 2000er Jahren gefunden, aber ihr Status ist unter der Debatte. Mehrere andere hypothetische "exotische" Mesonen liegen außerhalb des Quark-Modells der Klassifikation. Diese schließen glueballs und hybride Mesonen (Mesonen ein, die durch aufgeregten gluons gebunden sind).

Siehe auch

• Hadronization
• Large Hadron Collider (LHC)
• Leptons

Liste von Partikeln

• Standardmodell
• Subatomare Partikeln