什麼是共振態

一類強子的統稱。在研究原子核的散射和反應過程中，就發現共振現象。它表現爲當入射粒子能量取某確定值時，散射或反應的截面迅速增大，截面值隨能量的變化行爲和經典物理學中熟知的共振現象一致。用量子力學對這個現象進行分析研究表明，這個共振現象的出現是由於在該能量附近，入射粒子與原子核結合成一個亞穩複合核，經過一定時間後這亞穩複合核又衰變成末態粒子。這個被看作是入射粒子與原子覈覆合而成的亞穩複合核就被稱爲共振態。這樣最初建立的共振態觀念的含義是亞穩複合粒子（見核反應的共振）。

1952年E.費密等人發現在用π介子和核子碰撞時，在質心繫總能量爲 1236MeV附近時顯現明顯的共振現象。這個共振態被稱爲(3，3)共振，以表明它的自旋和同位旋都是3/2。(3，3)共振是人們發現的第一個粒子共振態，繼承原子核物理學中的理解，在一段時間內它被認爲是π介子和核子組成的亞穩複合粒子。到60年代中期，新發現的共振態數目已達數十。儘管由於歷史的原因，這些粒子仍被稱爲共振態，但對這個名稱的理解已有了變化。這些共振態和過去熟知的粒子相比，同樣有確定的電荷、自旋、同位旋等量子數；同樣有確定的質量，只是由於共振態壽命太短，能級有一定自然寬度，表現爲共振態的質量分佈在某一確定值附近一定的範圍內，因此共振態和過去熟知粒子的差異都來源於平均壽命不同，而其物理原因是由於共振態多數實際上是通過強相互作用而衰變，強子結構理論的發展顯示出這些共振態和過去熟知的強子是屬於同一層次的。

隨着人們對於粒子物理規律認識的深入，共振態的觀念已經變化。爲了避免不必要的含混，現在粒子物理學中把粒子分爲兩類：穩定粒子和共振態。凡是不能通過強相互作用衰變的粒子稱爲穩定粒子，凡是可以通過強相互作用衰變的粒子稱爲共振態。按這個理解，共振態一定是強子，並且可以和穩定粒子中的強子屬同一層次；共振態和穩定粒子的區分在於衰變的相互作用機制不同，而並不應簡單地歸於壽命的長短。