Yhdistelmähiukkasten

Yhdistelmähiukkaset, myös tunnettuina mesonina tai hadronina, ovat subatomisia hiukkasia, jotka koostuvat kvarkkeista ja niiden vastahiukkasista, antikvarkkeista. Nämä hiukkaset luokitellaan hadroneihin, jotka puolestaan jaetaan kahteen pääluokkaan: baryoneihin ja mesoneihin. Yhdistelmähiukkaset ovat epästabiileja ja hajoavat nopeasti muiksi hiukkasiksi, kuten leptoneiksi tai muiksi hadroneiksi.

Mesonit koostuvat yhdestä kvarkista ja yhdestä antikvarkista, kun taas baryonit, kuten protonit ja neutronit, koostuvat kolmesta kvarkista. Kvarkit ovat yksi neljästä perusvoimasta (strong force) sitovista perusosastoista, jotka yhdessä muodostavat kaikki tunnettuja hadroneja. Kvarkkien välinen vuorovaikutus tapahtuu välityshiukkasen, gluonin, kautta.

Yhdistelmähiukkasten tutkimus on olennainen osa hiukkasfysiikkaa, ja niitä voidaan luoda esimerkiksi hiukkaskiihdyttimissä, kuten CERN:n Large Hadron Colliderissa, kun energiset hiukkaset törmäävät toisiinsa. Näiden törmäysten seurauksena syntyy uusia hiukkasia, joiden ominaisuuksia tutkitaan tarkasti. Tällaiset tutkimukset auttavat ymmärtämään paremmin perusvoimia ja niiden vaikutusta aineen rakenteeseen.

Yhdistelmähiukkasten massat vaihtelevat suuresti, ja ne voivat olla sekä hyvin keveitä että erittäin raskaita. Esimerkiksi pioni, joka on yksi tunnetuimmista mesoneista, on melko kevyttä, kun taas raskaat kvarkit, kuten top-kvarkki, muodostavat erittäin raskaita yhdistelmähiukkasia. Tutkimuksessa on myös löydetty eksotisia yhdistelmähiukkasia, kuten tetraquarkkeja ja pentaquarkkeja, jotka eivät noudata perinteisiä kvarkkimallien sääntöjä.