¿Los hadrones solo interactúan a través de una interacción fuerte?

Los quarks, los constituyentes de los hadrones/mesones, interactúan a través de la fuerza fuerte, débil y electromagnética. Entonces, los hadrones/mesones también interactúan a través de todas estas fuerzas. Incluso si la carga neta total es cero. Tomemos por ejemplo el neutrón, que tiene carga eléctrica cero. Todavía tiene un momento magnético que da lugar a interacciones electromagnéticas. También puede decaer a través de un proceso débil, que comúnmente se conoce como radiación beta.

Los hadrones cargados y los neutros con momento magnético distinto de cero interactúan electromagnéticamente. Un hadrón neutro sin espín no se acoplaría al campo electromagnético a nivel de árbol, pero el ejemplo más obvio de tal partícula es la$\pi^0$, que se desintegra electromagnéticamente a dos fotones.

Todas las partículas con sabor participan en la interacción débil. La mayoría de las veces se habla de esto en términos de decaimiento, porque para las energías de interacción ordinarias, la interacción débil es demasiado débil para contribuir mucho a la dinámica. Puede considerar la interacción débil entre partículas que interactúan fuerte o electromagnéticamente como una fuerza de tipo Yukawa,

Sin embargo, la interacción débil tiene un conjunto diferente de simetrías que las fuerzas fuertes y electromagnéticas. Específicamente, la interacción débil se rompe bajo transformaciones de paridad , mientras que las transiciones fuerte y E&M no. Por lo tanto, puede observar la física de corta distancia de las interacciones de baja energía buscando observables que violen la paridad. El método más común es buscar una asimetría en una cantidad escalar, como la velocidad de reacción, que depende del ángulo entre un espín y un momento,$\vec\sigma\cdot\vec p$.

La interacción débil puramente dura (es decir, sin desintegraciones leptónicas involucradas) es algo difícil de determinar teóricamente, porque la fuerza fuerte es (a) fuerte y (b) complicada. En los sistemas de muchos cuerpos, puede tener estados excitados de paridad opuesta que resultan ser casi degenerados en energía y están mezclados por la interacción débil. La mayor mejora conocida de este tipo, que yo sepa, ocurre en algunos de los estados excitados probados por la captura de neutrones en el lantano: existe una correlación entre el espín del neutrón entrante$\vec\sigma_\text{n}$y la dirección del fotón saliente$\vec k_\gamma$eso resulta ser una asimetría del 10%. Pero el lantano es un núcleo enormemente complicado. En la captura de neutrones en el hidrógeno, la misma asimetría es de unas diez partes por billón.

Entonces, mientras que los hadrones siempre interactúan a través de la interacción fuerte, ciertamente no solo interactúan a través de la interacción fuerte.