Mostra la font per a Mesó fi

{{Infotaula partícula
| image = OZI rule - Feynmann diagram.svg
| caption = Diagrama de Feynman de la desintegració mesònica del mesó Phi
| num_types = 1
| composition = mesonϕ<small>0</small>: [[quark s|s]]<math>{\bar{s}}</math>
| statistics = bosons
| group = mesons
| interaction = [[Força nuclear forta|forta]], [[Força nuclear feble|feble]], [[Gravetat|gravitacional]], [[Electromagnetisme|electromagnètic]]
| antiparticle = Self
| status = 
| theorized = J. J. Sakurai (1962)
| discovered = Connolly ''et al.'' (1962)
| symbol = ϕ, ϕ<small>0</small>
| mass = {{val|1019.461|0.020|ul=MeV/c2}}
| mean_lifetime = {{val|1.55|0.01|e=-22|u=s}}
| electric_charge = 0
| spin = 1
| isospin = 0
| hypercharge = 0
| parity = -1
| c_parity = -1
}}
En [[física de partícules]], el '''mesó fi''' o '''mesó''' '''ϕ''' és un [[mesó]] vectorial format per un parell de quarks [[Quark s|estrany]] i [[Antiquark c|anti-estrany]]. La tendència del mesó ϕ a decaure en un parell de mesons <math>K^{0}</math> i <math>K^{-0}</math>, en comptes de tres [[Pió|mesons pi]], va conduir al descobriment de la [[regla OZI]]. El mesó ϕ té una [[massa]] de {{Val|1019.461|0.020}} MeV/c², és a dir és una mica més pesant que un [[protó]], i té una [[vida mitjana]] molt curta de {{Nowrap|1.55±0.01 × 10<sup>−22</sup>s}}.

== Propietats ==
Els modes de desintegració més comuns del mesó ϕ són K<sup>+</sup>K<sup>−</sup>, amb una probabilitat del {{Val|48.9|0.5}}%, <math>K^{-0}_{S}</math><math>K^{-0}_{L}</math>, amb {{Val|34.2|0.4}} %, i diverses combinacions indistingibles de [[Mesó rho|mesons rho]] i [[Pió|pions]] amb un {{Val|15.3|0.3}}%.<ref name="Nakamura">{{Ref-web|cognom=Nakamura|nom=K.|títol=Particle listings – phi meson|url=http://pdg.lbl.gov/2010/listings/rpp2010-list-phi-1020.pdf|consulta=5 Maig 2017}}</ref> En tots els casos, el mesó ϕ decau per intercanvi de [[Gluó|gluons]], és a dir via la [[Força nuclear forta|interacció forta]]. El canal de desintegració en 3 pions és en teoria el més probable des d'un punt de vista energètic (la massa col·lectiva dels pions és més petita que la dels kaons, cosa que el fa energèticament favorable), i hauria de ser el canal dominant però, tanmateix, aquesta desintegració és suprimida per la regla OZI.
{| class=wikitable
! class="unsortable" |Nom de la partícula
! Símbol<br/> Partícula
! Símbol<br/> Antipartícula
! class="unsortable" |Contingut <br/> Quark
! [[Massa en la relativitat especial|Massa de repòs]] ([[Electró-volt|MeV]] / ''[[Velocitat de la llum|c]]'' ²)
! width="50" | ''[[Isoespín]] <sup>G</sup>''
! width="50" | ''[[Moment angular total|J]] <sup>[[Paritat (física)|P]] [[Paritat C|C]]</sup>''
! width="50" | ''[[Estranyesa (física)|S]]''
! width="50" | ''[[Encant (física)|C]]''
! width="50" | ''[[Bellesa (física)|B '<nowiki/>]]''
! Temps de vida mitjà ([[Segon|s]])
! class="unsortable" | Normalment decau a<br/>
(> 5% de les decadències)
|-
| Mesó fi<ref name="PDG2018-phi">{{Ref-web|cognom=Tanabashi|nom=M.|títol=Particle listings – Phi meson|url=http://pdglive.lbl.gov/Particle.action?node=M004&init=0&home=MXXX005|consulta=17 Feb 2019}}</ref>
| align=center |<br/> ϕ<br/> (1020)
| align=center | Self
| align=center |s<math>{\bar{s}}</math>
| align=center | 1.019.461 ±&nbsp;0,020
| align=center | 0 <sup>&#x2212;</sup>
| align=center | 1 <sup>&#x2212; &#x2212;</sup>
| align=center | 0
| align=center | 0
| align=center | 0
| align=center | {{Nowrap|1.55 ± 0.01 × 10<sup>−22</sup>}} <sup>{{Ref|Lifetime2|[f]}}</sup>
| align=center |K<sup>+</sup> + K <sup>−</sup> o <br><math>K^{-0}_{S}</math><math>K^{-0}_{L}</math> o <br>ρ + π (π<sup>+</sup>π<sup>0</sup>+π<sup>−</sup>)
|-
|}
La composició de quarks del mesó ϕ pot considerar-se com una mescla entre els estats s<math>{\bar{s}}</math>, u<math>{\bar{u}}</math>, i d<math>{\bar{d}}</math>, però és gairebé un estat pur s<math>{\bar{s}}</math>.<ref name="Nakamura 2">{{Ref-web|cognom=Nakamura|nom=K.|títol=14. Quark Model|url=http://pdg.lbl.gov/2011/reviews/rpp2011-rev-quark-model.pdf|consulta=3 juny 2021}}</ref> Això es pot mostrar mitjançant la desconstrucció de la [[funció d'ona]] de ϕ en els seus components. Veiem que els mesons ϕ i [[Mesó omega|ω]] són mescles de les funcions d'ona [[SU(3)]] de la següent manera:

: <math>\phi = \psi_8 \cos\theta - \psi_1 \sin\theta</math>,
: <math>\omega = \psi_8 \sin\theta + \psi_1 \cos\theta</math>,

on <math>\theta</math> és l'angle de mescla [[nonet]],

: <math>\psi_8 = \frac{u\overline{u} + d\overline{d} - 2s\overline{s}}{\sqrt{6}}</math> i
: <math>\psi_1 = \frac{u\overline{u} + d\overline{d} + s\overline{s}}{\sqrt{3}}</math>.

L'angle de mescla en el qual els components es desacoblen completament pot calcular-se com <math display="inline">\arctan\frac{1}{\sqrt{3}}\approx35.3^\circ</math>. L'angle de mescla dels estats ϕ i ω es calcula a partir de les masses de cada estat i correspon a uns 35°, que és molt a prop del desacoblament màxim. Per tant, el mesó ϕ és gairebé un estat pur s<math>{\bar{s}}</math>.<ref name="Nakamura 2">{{Ref-web|cognom=Nakamura|nom=K.|títol=14. Quark Model|url=http://pdg.lbl.gov/2011/reviews/rpp2011-rev-quark-model.pdf|consulta=3 juny 2021}}</ref>

== Història ==
L'existència del mesó ϕ va ser proposada per primera vegada pel físic japonès de partícules, [[J. J. Sakurai]], el 1962 com un estat de ressonància entre el <math>K^{0}</math> i <math>K^{-0}</math>.<ref name="Sakurai">{{Ref-publicació|cognom=Sakurai|nom=J. J.|url=https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.9.472|publicació=Physical Review Letters|consulta= 5 maig 2017|pàgines=472–475|doi=10.1103/PhysRevLett.9.472|data=1 desembre 1962|volum=9|exemplar=11|bibcode=1962PhRvL...9..472S}}</ref> Va ser descobert més tard el [[1962]] per Connolly ''et al.'' en una [[cambra de bombolles]] d'hidrogen de 20 polzades a l'Alternating Gradient Synchrotron (AGS) del [[Brookhaven National Laboratory|Laboratori Nacional Brookhaven]] (Uptown, NY) mentre estaven estudiant col·lisions <math>K^{-}</math><math>p^{+}</math>K<sup>−</sup>p<sup>+</sup> a energies d'uns 2,23 GeV/c.<ref name="APS: Discovery">{{Ref-publicació|publicació=PhisRevLett|cognom=Connolly|nom=P. L.|cognom2=Hart|nom2=E. L.|cognom3=Lai|nom3=K. W.|cognom4=Londres|nom4=G.|cognom5=Moneti|nom5=G. C.|url=https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.10.371|consulta=5 Maig 2017|pàgines=371–376|doi=10.1103/PhysRevLett.10.371|data=15 abril 1963|bibcode=1963PhRvL..10..371C}}</ref><ref name="K">{{Ref-web|títol=K for KLOE......and Z for Zweig - CERN Courier|url=http://cerncourier.com/cws/article/cern/28072|obra=cerncourier.com|consulta= 6 maig 2017}}</ref> En essència, la reacció va involucrar un feix de <math>K^{-}_{s}</math> accelerat a altes energies per a col·lidir amb protons.

El mesó ϕ té diversos modes de desintegració possibles. El mode més favorable energèticament implica el mesó ϕ decaient en 3 [[Pió|pions]], que és el que ingènuament s'esperaria. No obstant això, s'observa que decau amb més freqüència en 2 kaons.<ref name="Griffiths">{{Ref-llibre|cognom=Griffiths|nom=David|títol=Introduction to elementary particles|data=2008|editorial=Wiley-VCH|lloc=Weinheim|isbn=978-3-527-40601-2|edició=2nd rev.}}</ref> Entre 1963 i 1966, 3 persones, Susumu Okubo, [[George Zweig]] i Jugoro Iizuka, van proposar independentment una regla per explicar la supressió observada de la decadència de 3 pions.<ref>S. Okubo, ''Phys. Lett.'' '''5''', 1975 (1963).</ref><ref>G. Zweig, ''CERN Report'' No.8419/TH412 (1964).</ref><ref>J. Iizuka, ''Prog. Theor. Phys. Suppl.'' '''37''', 21 (1966).</ref> Aquesta regla es coneix ara com la regla OZI i també és l'explicació acceptada actualment per a la vida inusualment llarga dels mesons J/ψ i ϒ.<ref name="Griffiths" /> És a dir, de mitjana duren {{Nowrap|~ 7 × 10<sup>−21</sup> s}} i {{Nowrap|~ 1.5 × 10<sup>−20</sup> s}} respectivament.<ref name="Griffiths" /> Si es compara amb la vida mitjana d'un mesó en decadència mitjançant la força forta, que és de l'ordre de {{Nowrap|10<sup>−23</sup> s}}.<ref name="Griffiths" />

El 1999, una fàbrica ϕ anomenada DAFNE (o DAϕNE, F significa "fàbrica ϕ") va començar a operar per estudiar la desintegració del mesó ϕ a [[Frascati]], [[Itàlia]].<ref name="K">{{Ref-web|títol=K for KLOE......and Z for Zweig - CERN Courier|url=http://cerncourier.com/cws/article/cern/28072|obra=cerncourier.com|consulta= 6 maig 2017}}</ref> Produeix mesons ϕ mitjançant col·lisions [[electró]]-[[positró]]. Té nombrosos detectors, inclòs el detector KLOE que estava en funcionament al començament de la seva operació.

== Referències ==
{{referències}}

{{partícules}}

[[Categoria:Mesons|fi]]