Aus welchem ​​Quark und Antiquark bestehen elektrisch neutrale Pionen?

Up und Anti-Up.

Oder Daunen und Anti-Daunen.

Das Lustige ist, dass beide genau die gleichen Quantenzahlen haben - Parität, Spin, Baryonenzahl und der Rest. Ein neutrales Pion kann also eine Mischung aus (u + anti-u) und (d + anti-d) sein. Es ergeben sich tatsächlich zwei Arten von neutralem "Pion", die unterschiedlich zerfallen. Eines ist tatsächlich schwerer, und wir nennen es das Eta-Meson.

Ups, ich habe noch nicht die Strange- und Anti-Strange-Quark-Kombination erwähnt, die sich auch in den Mischungen verheddert ... aber für das neutrale Pion ist es nicht wichtig.

Sie bestehen aus einer Kombination von up und anti-up, down und anti-down sowie strange und anti-strange. Und das ist nur der Anfang. Um absolut genau zu sein, müssten Sie alle sechs Quarks hinzufügen (okay, vielleicht nicht das obere).

Der kurze Grund ist, dass alle diese Quark-Kombinationen die richtigen Quantenzahlen haben und daher enthalten sind. Feynman-Diagramme aller Art tragen dazu bei, zum Beispiel:

Oben sind die Wellenlinien virtuelle Vektorbosonen. Ich habe zwei eingefügt, weil, wie Anna V feststellt, das Pion ein Pseudoskalar ist und daher keinen Spin hat. Natürlich kommen die schweren Quarks in einem leichten Meson nicht oft vor, da sie aus geliehener Energie hergestellt werden müssen.

Die Leute interessieren sich nicht sehr für den Beitrag schwerer Quarks zum Pion. Ein analoges Thema ist der Heavy-Quark-Gehalt des Protons und eine Referenz, die veranschaulichen soll, wie es dazu kommt, ist:
10.1103/PhysRevD.70.094028, Andrei Kryjevski, Heavy Quark$\bar{q}q$Matrixelemente im Nukleon von Perturbative QCD
http://arxiv.org/abs/hep-ph/0312196

Beachten Sie, dass die Massen der Nukleonen etwa 1 GeV betragen, während die Masse des t-Quarks etwa 171 GeV beträgt.