El Mesón D

El Meson D es la partícula más ligera que contiene un quark charm, y por lo tanto es un buen ejemplo para el estudio del decaimiento, de transformación de quarks por la interacción débil.

Un ejemplo interesante de interacción de partículas que implicaba al mesón D, se observó en una cámara de burbujas del SLAC en 1982 (K. Abe et al., Phys. Rev. Lett. 48,1526 (1982)). Se produjeron fotones de aproximadamente 20 GeV, por dispersión Compton de la radiación de un láser YAG, de electrones energéticos de un acelerador lineal. La interacción se bosqueja de una fotografía de la cámara de burbujas. Se presume que el fotón interactuó con un protón, produciendo los mesones D indicados. La reacción que produce estos productos, parece ser la siguiente.

La reacción se puede analizar examinando el contenido de quarks de los productos, y se ve que ha implicado la producción de un par de quarks charm-anticharm. De las trazas de la cámara de burbujas, se puede ver que el meson D neutro decae en dos productos, y el meson D positivo, decae en tres. Aunque los productos específicos no se pueden identificar con sólo esta fotografía, es interesante proponer posibilidades para este proceso. Los decaimientos que se muestran abajo son una posibilidad.

Como el mesón D es el más ligero de los mesones que contienen un quark charm, éste debe cambiar a algún otro tipo de quark, para decaer. Las transmutaciones de quarks se producen por la interacción débil, que cambia el quark charm a un quark strange con una partícula W. Este proceso de interacción débil está indicado en ambos decaimientos de arriba. En el decaimiento específico propuesto para el mesón D positivo, también es necesario un par de quark up-antiup.

Hay muchos procesos de decaimientos posibles para el mesón D, ya que tiene una gran cantidad de energía de masa sobrante. Todos ellos implican a la interacción débil para cambiar el quark charm, y la variedad de decaimientos W ofrece muchos caminos para el proceso.