Η-Meson
# Η-Meson

Das η-Meson (Eta-Meson) und das η′-Meson (lies: „Eta-Strich-Meson“) sind Mesonen. Sie unterliegen der starken Wechselwirkung und gehören damit zu den Hadronen.

## Beschreibung

Im Quarkmodell sind η und η′ eine Mischung der drei Quark-Antiquark-Zustände uu, dd und ss der Up-, Down- und Strange-Quarks. Beide Zustände η und η′ haben eine Hyperladung $Y=0$ sowie einen Isospin $I=0$ und stehen im Multiplett der pseudoskalaren Mesonen an der gleichen Stelle wie das neutrale Pion $\pi ^{0}$.

Die drei zueinander orthogonalen Linearkombinationen der o. g. Quark-Antiquark-Zustände werden dabei wie folgt identifiziert:

    $(u{\bar {u}}-d{\bar {d}})/{\sqrt {2}}$ mit dem $\pi ^{0}$-Meson
    $(u{\bar {u}}+d{\bar {d}}-2s{\bar {s}})/{\sqrt {6}}$ mit $\eta _{8}$, einem η-Zustand im $SU(3)\otimes SU({\bar {3}})$-Oktett
    $(u{\bar {u}}+d{\bar {d}}+s{\bar {s}})/{\sqrt {3}}$ mit $\eta _{1}$, einem η-Zustand im $SU(3)\otimes SU({\bar {3}})$-Singulett.

Die physikalischen (Massen-)Zustände η und η′ ergeben sich wiederum als Linearkombinationen von $η_8$ und $η_1:$

    $\left({\begin{array}{cc}\cos \theta _{\mathrm {P} }&-\sin \theta _{\mathrm {P} }\\\sin \theta _{\mathrm {P} }&\cos \theta _{\mathrm {P} }\end{array}}\right)\left({\begin{array}{c}\eta _{8}\\\eta _{1}\end{array}}\right)=\left({\begin{array}{c}\eta \\\eta '\end{array}}\right).$

Der so eingeführte Mischungswinkel $\theta _{P}$ hat einen experimentellen Wert, der stark modellabhängig ist und zwischen −10° und −20° liegt. Das η-Meson entspricht demnach fast dem Oktett-Zustand $η_8,$ mit einer Beimischung von wenigen Prozent des Singulett-Zustands $η_1;$ beim η′-Meson ist es entsprechend umgekehrt:

    $\eta \approx \eta _{8}$
    $\eta '\approx \eta _{1}$.

Das η-Meson wurde zuerst im Jahre 1961 am Lawrence Radiation Laboratory in Pion-Deuteron-Reaktionen nachgewiesen.

Bei den Flavours Charm und Bottomness treten ebenfalls pseudoskalare Mesonen auf, die wegen der großen Masse des c- und des b-Quarks aber nur wenig mit den leichten Quarkzuständen mischen. Das $η_c$ und das $η_b$ sind deshalb praktisch reine Quarkonium-Zustände cc bzw. bb.

### Zerfallskanäle

Das η-Meson kann über verschiedene Kanäle zerfallen; am häufigsten sind der Zerfall in drei Pionen $(π^+π^−π^0$ oder 3 $π^0)$ mit rund 55 % und der Zerfall in zwei Photonen mit 39 %. Der Zerfall in zwei Pionen ist verboten, weil er die Parität und auch die CP-Invarianz verletzen würde.

Die Hauptzerfallskanäle des η′ sind mit einem Anteil von rund 65 % der Zerfall in ein η-Meson und zwei Pionen $(π^+π^−η$ oder $π^0π^0η)$ und mit insgesamt 29 % der Zerfall in $ρ^0γ$ oder $π^+π^−γ.$

