¿De qué quark y antiquark están hechos los piones eléctricamente neutros?

Arriba y anti-arriba.

O abajo y anti-abajo.

Lo gracioso es que ambos tienen exactamente los mismos números cuánticos: paridad, espín, número bariónico y el resto. Entonces, un pión neutro puede ser una mezcla de (u + anti-u) y (d + anti-d). De hecho, resultan dos tipos de "pión" neutral que se descomponen de manera diferente. Uno es en realidad más pesado, y lo llamamos el mesón eta.

Vaya, no mencioné aún la combinación de quark extraño y anti-extraño, que también se enreda en las mezclas... pero no es importante para el pión neutral.

Están hechos de una combinación de arriba y anti-arriba, abajo y anti-abajo, y extraño y anti-extraño. Y eso es sólo para empezar. Para ser perfectamente preciso, tendría que agregar los seis quarks (bueno, tal vez no la parte superior).

La razón breve es que todas estas combinaciones de quarks tienen los números cuánticos correctos y, por lo tanto, están incluidas. Los diagramas de Feynman de todo tipo contribuyen, por ejemplo:

En lo anterior, las líneas onduladas son bosones vectoriales virtuales. He puesto dos porque, como señala Anna V, el pión es un pseudoescalar y, por lo tanto, tiene giro cero. Por supuesto, los quarks pesados ​​no aparecen mucho en un mesón ligero, ya que tienen que estar hechos de energía prestada.

La gente no está muy interesada en la contribución de los quarks pesados ​​al pión. Un tema análogo es el contenido de quarks pesados ​​del protón y una referencia que ilustrará cómo ocurre esto es:
10.1103/PhysRevD.70.094028, Andrei Kryjevski, Heavy Quark$\bar{q}q$Elementos de matriz en el nucleón de QCD perturbativo
http://arxiv.org/abs/hep-ph/0312196

Tenga en cuenta que las masas de los nucleones son de alrededor de 1 GeV, mientras que la masa del t-quark es de alrededor de 171 GeV.