介子

微粒类别

介子是自旋为整数、重子数为零的强子，参与强相互作用。介子类包括带正负电的以及中性的π介子；带正负电的以及中性的κ介子；以及发现的η介子。介子的静态质量介于轻子和重子之间，所以取名为介子，介子的自旋量子数为零。

基本资料

1935年，日本科学家汤川秀树（Yukawa Hideki，1907-1981）（右图）提出了“交换粒子”的概念，作为新相互作用理论的基本概念。他认为，这种交换粒子的质量介于电子和质子之间，约为电子质量的250倍左右，质子质量的1/7，他预言的这种粒子后来被称为介子。1947年，英国的鲍威尔（Cecil Frank Powell,1903-1969）等人创造了将核乳胶用气球送到高层空间去记录宇宙线的方法，在玻利维亚安第斯山地区从宇宙射线中发现了汤川秀树1930年所预言的π介子，质量约为电子质量273倍，它与原子核之间有很强的相互作用，称为带电π介子。π介子存在的时间仅有两亿分之二点五秒，之后便分裂为μ介子，μ介子存在时间相对较长，为百万分之一秒，并以每秒钟上万公里的速度飞行。

1949年，诺贝尔物理学奖授予日本物理学家汤川秀树，以表彰他“根据核力的理论工作预测介子的存在”。1950年，诺贝尔物理学奖授予英国布利斯托尔大学的鲍威尔（Cecil Frank Powell ,1903-1969），以表彰他发现了研究核过程中所使用的光学方法，并用这一方法作出的有关介子的发现。

Mesotron 原来发现与在宇宙里的一个质点（Particie）：它的质量比电子多二百倍左右，或有阳性电，阴性电，中性电，传导固结原子的各种力。

分类

介子包括π介子，η介子和κ介子。

介子的发现是从核力的研究开始的。两个荷电粒子间的力是由场引起的。从波粒二象性的观点，电磁场是光子。因此，两个荷电粒子之间的作用力是通过光子的交换来实现的。可以这样设想：第一个荷电粒子放出光子被第二个吸收，而第一个荷电粒子的作用和光子同时传到第二个粒子；第二个荷电粒子也放出光子被第一个吸收，如此继续下去。把这种观点应用到核子之间的作用力上去，根据实验测得的核力强度，计算的结果表明，如果核力是由于核子之间交换粒子而产生的话，那么这种粒子的静止质量的大小约为电子静止质量的200到300倍。1947年从宇宙射线发现的π介子符合这种要求。

属于强子

介子和重子都归属于强子。

不属于基本粒子，包括π介子、K介子、ρ介子、ω介子、...（0、1、2）倍，即都是玻色子。介子都不能稳定存在，经历一定平均寿命后即转变为别种基本粒子。有的介子是荷电的，也有中性的。例如π介子有三种，π+和π-质量为电子的273.3倍，电荷相反，互为正、反粒子，而π°是中性的，质量为电子的264.3倍，其反粒子就是它自身。荷电K介子K+和K-互为正、反粒子，质量为966.7mc；中性K介子K，互为正、反粒子，质量为976mc。中性K介子在运动时有两种组合态。π、K、n介子的自旋都是零，有时称为标介子。通过核力的研究预言介子的存在，并推测它的质量介于电子与质子之间。后来在宇宙线中先后发现了μ和π介子，μ介子的质量为电子的206.6倍，如今被正式命名为μ子，不归入介子而归入轻子一类，而π介子才是核力的媒介。在高能加速器中使粒子相互碰撞，新的介子（共振态）续有发现。

试验照片

日内瓦欧洲粒子物理研究所拍摄的离子-介子-电子衰变链试验照片。

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