Kaon

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Struktura kaonu plus. Składa się on z kwarka u i antykwarka s

Kaon (mezon K) – najlżejsza cząstka o niezerowej dziwności, mezon K jest bozonem o spinie 0. Antycząstką kaonu jest antykaon.

Występują cztery rodzaje kaonów, izodublet zawierający kwark dziwny :

oraz izodublet zawierający kwark anty-dziwny

Historia[edytuj | edytuj kod]

Kaony zostały odkryte w roku 1947 przez Georga D. Rochestera i Clifforda Charlesa Butlera z Uniwersytetu w Manchester w promieniowaniu kosmicznym[1].

Kaony neutralne[edytuj | edytuj kod]

Mieszanie i [edytuj | edytuj kod]

Z punktu widzenia oddziaływań silnych, zachowujących dziwność oraz są innymi cząstkami.

Mezon K0 występuje w dwóch odmianach: długożyjącej, oznaczanej jako K0L (5,116±0,021)·10−8 s i krótkożyjącej K0S (8,954±0,004)·10−11 s, które można zapisać jako superpozycje cząstek oraz :

=
= ,

lub

Rozpady[edytuj | edytuj kod]

K0S rozpada się prawie wyłącznie na pary pionów[2]:

  • – 69,2%
  • – 30,7%

Główne kanały rozpadu K0L:

  • – 40,5%
  • – 27,1%
  • – 19,5%
  • – 12,5%

Regeneracja kaonów K0S[edytuj | edytuj kod]

Po rozpadzie K0S, wiązka K0 zawiera wyłącznie K0L. Jeśli taka wiązka zostanie przepuszczona przez cienką warstwę materiału, za tą warstwą w składzie wiązki znów pojawią się K0S. Jest to skutek różnych rodzajów oddziaływań K0 i K0 z materią. Proces nazywany jest regeneracją kaonów.

Złamanie symetrii CP[edytuj | edytuj kod]

Rozpady tych dwóch cząstek łamią symetrię CP (zamiana cząstka-antycząstka + inwersja przestrzenna).

Kaony naładowane[edytuj | edytuj kod]

m = 493,677 ± 0,016 MeV/c2
τ = (1,2380 ± 0,0021) 10-8 s

Rozpady[edytuj | edytuj kod]

Główne kanały rozpadu K+:

  • – 63,5%
  • – 13,5%

Rozpady K- są analogiczne.

Zagadka τ-θ[edytuj | edytuj kod]

Początkowo były znane dwa dziwne dodatnio naładowane mezony, różniące się sposobem rozpadu:

Stany końcowe tych reakcji miały różną parzystość. Ponieważ wcześniej przyjmowano, że parzystość jest zawsze zachowana, mezony τ i θ musiałyby być różnymi cząstkami. Precyzyjne pomiary masy i czasu życia nie pokazały jednak żadnej różnicy między nimi, wydawały się identyczne. Rozwiązaniem tej zagadki okazało się złamanie parzystości w oddziaływaniach słabych. Oba mezony oddziałują słabo, więc ta reakcja nie musi wbrew początkowym oczekiwaniom zachowywać parzystości. Oba rozpady mogą więc rozpoczynać się od tej samej cząstki, którą w rezultacie nazwano K+.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. G. Rochester, C. Butler, Evidence for the existence of new stable elementary particles, Nature, Volume 160, 1947, S. 855
  2. J. Beringer et al. (Particle Data Group), Phys. Rev. D86, 010001 (2012)