¿Cuál es la partícula subatómica en descomposición más rápida que conoces y qué tan rápida es su existencia?

El que se descompone más rápidamente que se ha observado experimentalmente es, probablemente, los mesones o bariones de muy alta energía que realmente no tienen un nombre interesante.

Sin embargo, en teoría, dado que se ha demostrado que existen tetracuarks, dudo sinceramente que haya un límite superior conocido incluso con física “conocida”, ya que uno hace pentaquarks, etc., que teóricamente puede volverse pesado arbitrariamente y descomponerse arbitrariamente rápidamente.

En última instancia, uno haría un agujero negro, lo que le pondría un límite superior, pero en ese punto hay una física lo suficientemente desconocida / desordenada que no sé si hay un límite conocido allí. Sospecho que la vida media estaría por debajo del tiempo de Planck antes de llegar a ese punto, momento en el que necesitarás la gravedad cuántica de todos modos, por lo que si hay un límite teórico, no lo sabemos, incluso suponiendo que no haya partículas fundamentales nuevas.

Dicho esto, la partícula fundamental conocida de descomposición más rápida conocida es el bosón Z, seguido en breve por el bosón W y el quark top (teóricamente), todos los cuales tienen una vida útil de una fracción de un yoctosegundo (aproximadamente 0.26ys, 0.31ys, 0.5 ys respectivamente).

La que me viene a la mente de inmediato es la partícula [matemática] \ pi ^ 0 [/ matemática], que tiene una vida útil de solo [matemática] 8.4 \ veces 10 ^ {- 17} [/ matemática] segundos. Una vez hice una serie de experimentos con la producción de piones, y siempre pensé que era interesante que las vidas de los otros dos piones ([matemáticas] \ pi ^ + [/ matemáticas] y [matemáticas] \ pi ^ – [/ matemáticas] ) son miles de millones de veces más largas.

No intentaré buscar el poseedor del récord, ya que hay demasiados. Sin embargo, podría leer el Grupo de datos de partículas – Revisión 2017.

Las partículas de vida muy corta no se caracterizan por su vida útil en segundos, sino por la incertidumbre resultante (“ancho”) de su masa de energía de [math] \ Delta E \ Delta t \ ge \ hbar / 2 [/ math] de Heisenberg . Los experimentos se realizan colisionando partículas de energías conocidas y observando la energía total en las partículas salientes después de la colisión. Si las energías combinadas de ciertas combinaciones de partículas son más probables para un cierto rango de masa invariante, ese “pico” en la distribución de masa de esas combinaciones se identifica como una nueva “partícula”; el ancho del pico se considera una medida de [math] \ hbar / 2 [/ math] dividido por la vida útil [math] \ Delta t [/ math].