Если бы мезоны были стабильны, могли бы они образовывать атомы?

Как упомянула Анна, существуют некварковые модели , объясняющие экзотические адроны. В принципе, они разрешены в квантовой хромодинамике (КХД). Некварковые модели предсказывают

1.гибридные мезоны: включают кварк-антикварковую пару и глюон.

2. Глюболы : глюоны — это собственные связанные состояния.

3. Экзотические адроны, как показано на рисунке ниже.

которые обмениваются пионами при низких энергиях (пары масштаба ГэВ) и могут образовывать новое связанное состояние мультикварков как$DD$молекула.$D$мезон - один из самых легких мезонов, который действительно очень нестабилен . Это средний срок службы около ~$10^{-15} s$.

Выше этих порогов есть некоторые ожидаемые экзотические адроны, которые не вносят вклад в кварковую модель.

Крупные эксперименты, такие как LCHb, CMS на LHC, пытаются решить эту загадку. И до сих пор они наблюдали X(3872) , Z(4430), Y(4140), которые являются кандидатами в экзотические адроны. Они не вписываются в кварковую модель, потому что имеют неожиданно узкую ширину, а также маловероятные коэффициенты ветвления. Ожидается, что эти новые частицы будут иметь некварковую форму, такую ​​как многокварковые экзотические адроны. Анализ этих частиц еще продолжается.

Дело в том, что не существует стабильных мезонов, которые предположительно могли бы образовывать состояния, связанные сильным взаимодействием, как связано ядро. Внутри ядра существуют виртуальные мезоны, т.е. описываемые как пионы и т.п., но не на массовой оболочке.

В значительной степени ядерная сила может быть понята с точки зрения обмена виртуальными легкими мезонами, такими как виртуальные пионы, а также двумя типами виртуальных мезонов со спином (векторные мезоны), ро-мезонами и омега-мезонами. Векторные мезоны объясняют зависимость ядерной силы от спина в этой картине «виртуального мезона».

Верно, что нейтрон также нестабилен вне ядра, распадаясь со слабым взаимодействием. Но устойчивых мезонных ядер в экспериментах по рассеянию не появилось. Рассеяние протонов пиона, например, создает резонансы, которые еще более нестабильны, чем пион. В рамках стандартной модели нет моделей, которые формировали бы ядро ​​только из мезонов и предлагали эксперименты, которые могли бы это проверить.

Напротив, долгоживущие частицы, хотя и распадаются в результате слабого взаимодействия, образуют экзотические атомы , замещающие электроны в потенциальной яме ядра, например мюонного атома.

В мюонном атоме (также называемом мю-мезоатом) электрон заменен мюоном, который, как и электрон, является лептоном. Поскольку лептоны чувствительны только к слабым электромагнитным и гравитационным силам, мюонные атомы с очень высокой точностью управляются электромагнитным взаимодействием.

Существуют также адронные атомы:

Адронный атом — это атом, в котором один или несколько орбитальных электронов заменены заряженным адроном. Возможные адроны включают мезоны, такие как пион или каон, дающие мезонный атом; антипротоны, дающие антипротонный атом; и частица Σ-, дающая Σ- или сигмаоновый атом

Все они нестабильны из-за присущей заменителю электрона нестабильности.

Вот исследование гипотетического состояния пиония , состояния p + pi-bound, терминология, означающая пионы, связанные электромагнитной силой, подобно позитронию. Нужна библиотека, но поскольку в google нет продолжения, это, вероятно, разовое теоретическое предположение.