Из каких кварков и антикварков состоят электрически нейтральные пионы?

Вверх и против вверх.

Или даун и анти-даун.

Забавно то, что оба они имеют одинаковые квантовые числа — четность, спин, барионное число и все остальное. Таким образом, нейтральный пион может быть смесью (u + анти-u) и (d + анти-d). На самом деле получается два типа нейтральных «пионов», которые распадаются по-разному. Один на самом деле тяжелее, и мы называем его эта-мезоном.

Упс, я еще не упомянул странную и антистранную комбинацию кварков, которая тоже запутывается в миксах... но для нейтрального пиона это не важно.

Они состоят из комбинации верха и анти-верха, низа и анти-низа, странного и анти-странного. И это только для начала. Чтобы быть совершенно точным, вам нужно добавить все шесть кварков (ладно, может быть, не верхний).

Короткая причина в том, что все эти комбинации кварков имеют правильные квантовые числа и поэтому включены. Диаграммы Фейнмана всех видов способствуют, например:

На приведенном выше волнистые линии — это виртуальные векторные бозоны. Я поставил два, потому что, как отмечает Анна В., пион является псевдоскаляром и поэтому имеет нулевой спин. Конечно, тяжелые кварки не проявляются в легком мезоне, поскольку они должны быть сделаны из заимствованной энергии.

Людей мало интересует вклад тяжелых кварков в пион. Аналогичным предметом является содержание тяжелых кварков в протоне, и ссылка, иллюстрирующая, как это происходит:
10.1103/PhysRevD.70.094028, Андрей Крыевский, Тяжелый кварк .$\bar{q}q$Матричные элементы в нуклоне из пертурбативной КХД
http://arxiv.org/abs/hep-ph/0312196

Обратите внимание, что массы нуклонов составляют около 1 ГэВ, а масса t-кварка — около 171 ГэВ.