Большая Советская Энциклопедия (КМ)
К-мезоны
К-мезо'ны, каоны, группа нестабильных элементарных частиц, в которую входят две заряженные (К
+, К
-) и две нейтральные (К
0, ) частицы с нулевым
спином и массой приблизительно в 970 раз большей, чем масса электрона. К.-м. участвуют в
сильных взаимодействиях, т. е. являются адронами; они не имеют
барионного заряда и обладают отличным от нуля значением квантового числа
странности (
S)
, характеризующей их поведение в процессах, обусловленных сильным взаимодействием: у К
+ и К° S=+1, а у К
- и (являющихся
античастицами К
+, К°)
S = —1. Совместно с
гиперонами К.-м. образуют группу так называемых странных частиц (частиц, для которых S ¹ 0). К
+ и К° одинаковым образом участвуют в сильных взаимодействиях, имеют приблизительно одинаковые массы и различаются лишь электрическим зарядом. Они могут быть объединены в одну группу — так называемый изотопический дублет (см.
Изотопическая инвариантность)
и рассматриваются как различные зарядовые состояния одной и той же частицы с
изотопическим спином I = 1/
2. Аналогичную группу составляют и . Из-за различия в странности нейтральные К-м. К° и являются разными частицами, различным образом участвующими в сильных взаимодействиях. Согласно современной классификации элементарных частиц, К-м. (К
+, К°, , ) вместе с p-мезонами (p
+, p
0, p
-)
и h
0-мезоном входят в одну группу (октет) частиц, приблизительно одинаково участвующих в сильных взаимодействиях.
Открытие К-мезонов связано с работами большого числа учёных в различных странах. В 1947—51 в
космических лучах было открыто несколько частиц, массы которых, измеренные с доступной в то время точностью, были приблизительно одинаковыми, а способы распада — разными. Табл. 1.— Основные характеристики и способы распада К-мезонов
Частица | Масса m (Мэв) | Странность S | Время жизни t: (сек) | Способы распада | Вероятность распада (в %) |
К+ К- | 494 | +1 —1 | 1,2-10-8 | m±+n p±+ p0 p±+ p—+ p+ p±+p0+p0 m±+p0+n e±+p0+n e±+n | 64 21 5,57 1,70 3,18 4,85 1,2-10-5 |
К0 | 498 | +1 —1 | | Распады на ~50% по схеме K0S и на ~50% по схеме и на K0L (см. табл. 2). |
Табл. 2.— Основные способы распада K
0S и K
0L Частица | Масса м | Время жизни t (сек) | Способы распада | Вероятность распада (в %) |
K0S | »mK0 | 0,86-10-10 | p++ p— p0+p0 | 68,7 31,3 |
K0L | »mK0 Разность масс: m KL — m Ks » 3-10-6 эв | 5,4-10-8 | p0+p0+p0 p++p—+p0 p±+m±+n p±+e±+n p++ p— p0+p0 g+ g | 21,5 12,6 26,8 38,8 0,16 0,12 5-10-4 |
Это были так называемые q-мезоны, распадающиеся на два
пи-мезона, t-мезоны, распадающиеся на три p-мезона, и др. Значит. прогресс в изучении этих частиц начался с 1954, когда их удалось получать с помощью
ускорителей заряженных частиц. Тщательные измерения масс и времён жизни показали, что во всех этих случаях наблюдались различные способы распада одних и тех же частиц, названных К-м. Открытие К-м. сыграло важную роль в физике элементарных частиц; оно помогло установить новую характеристику сильно взаимодействующих частиц (адронов) — странность и создать современную систематику адронов (см.
Элементарные частицы)
. Изучение распадов К-м. дало первые сведения о несохранении в
слабых взаимодействиях пространственной и зарядовой чётности, а также о нарушении комбинированной чётности (см.
Чётность, Зарядовое сопряжение, Комбинированная инверсия)
. Сильные взаимодействия К-мезонов. Наличие у К-м. отличной от нуля странности
S накладывает (из-за сохранения
S в сильных взаимодействиях) характерный отпечаток на процессы сильных взаимодействий с участием К-м. Так, К
+ и К
0, имеющие S = +1, рождаются при столкновениях «нестранных» частиц — p-мезонов и нуклонов (протонов и нейтронов) — только совместно с гиперонами или , , имеющими отрицательное значение странности (см., например, в ст.
Гипероны)
. Поскольку все гипероны имеют отрицательную странность, они легче рождаются в процессах, вызванных К
— и , чем в процессах, вызванных К
+ и К
0. Например, возможна реакция + р ® L
0 + p
+, тогда как реакция К
0 + р ® L
0 + p
+ запрещена законом сохранения странности в сильных взаимодействиях (здесь р — протон, L
0 — гиперон). Рождение гиперонов в пучках К
+, К
0 менее вероятно, т.к. оно требует появления совместно с гипероном нескольких дополнительных К
+ или К
0. Поэтому медленные К
+, К
0 слабее взаимодействуют с веществом, чем , .
Слабые взаимодействия К-мезонов. Распады К-м. обусловлены слабым взаимодействием и происходят с изменением странности на 1 (в слабых взаимодействиях странность не сохраняется). Распады могут осуществляться различными способами и подчиняются эмпирическим правилам, определяющим изменение странности, изотопического спина адронов и пр. (см.
Отбора правила)
. В распадах К-м. не сохраняются пространственная и зарядовая чётности, что проявляется, например., в возможности распада как на 2 p-, так и на 3 p-мезона. Рисунок иллюстрирует процессы сильного и слабого взаимодействия К-м.
Специфические свойства нейтральных К-мезонов. Выше отмечалось, что К
0- и
-мезоны, отличаясь друг от друга значениями квантового числа странности, участвуют в процессах сильного взаимодействия как две различные частицы. Поскольку, однако, в процессах слабого взаимодействия, в частности в распадах К.-м., странность не сохраняется, оказываются возможными взаимные превращения K
0 Û
. Наличие таких переходов между частицей и античастицей, имеющими разные значения одного из квантовых чисел, характеризующих элементарные частицы, обусловливает специфические, уникальные свойства нейтральных К.-м. Для любых других частиц существование подобных переходов
запрещено строгими законами сохранения электрического или барионного заряда (а также, по-видимому, и
лептонного заряда для переходов нейтрино — антинейтрино). В вакууме благодаря переходам K
0 Û состояниями, имеющими определённую энергию и время жизни, будут не К
0 и , а две квантово-механических суперпозиции этих состояний. Эти суперпозиции соответствуют частицам с различными массами и различными временами жизни: долгоживущему K
0L- и короткоживущему K
0S-meзонам. Разность масс K
0S и K
0L обусловлена слабым взаимодействием, вызывающим переходы K
0 Û , и весьма мала. Время жизни и способы распада K
0S и K
0L указаны в. Таким образом, в то время как в процессах, вызываемых сильным взаимодействием, проявляются состояния К
0 и , обладающие определёнными значениями странности (сохраняющейся в сильном взаимодействии), в процессах слабого взаимодействия (в распадах) проявляются как частицы состояния K
0L и K
0S. Состояния K
0L и K
0S близки к суперпозициям состояний, которые называют K
01 и K
02: K
0s » K
01 = , K
0L » K
02 = , т. е. K
0L и K
0S приблизительно на 50% «состоят» из К
0 и на 50% — из . Аналогичным образом можно утверждать, что К
0 и приблизительно на 50% «состоят» из K
0S и на 50% — из K
0L тот факт, что состояния К
0 и представляют суперпозицию двух состояний K
0L и K
0S разными массами и временами жизни, приводит к появлению своеобразных осцилляций («биений»): К
0, возникая в результате сильного взаимодействия, на некотором расстоянии от точки рождения частично превращается за счёт слабого взаимодействия в и потому оказывается способным вызывать ядерные реакции, характерные для и запрещенные для К
0, например реакцию + р ® L
0 + p
+ (эффект Пайса — Пиччони). Др. своеобразное явление — так называемая регенерация короткоживущих K
0S-meзонов при прохождении через вещество долгоживущих K
0L-meзонов: на достаточно больших расстояниях от места образования пучка К
0 (или ) пучок состоит практически только из долгоживущих K
0L, т.к. короткоживущие K
0S распадаются раньше. Поэтому на таких расстояниях наблюдаются лишь распады, характерные для K
0L (). Казалось бы, K
0S не могут вновь появиться в пучке. Однако если пучок K
0L пропустить через слой вещества, то из-за различия во взаимодействиях с веществом К
0 и , составляющих K
0L, изменяется относительный состав пучка и в пучке K
0L появляется добавка K
0S с характерными для K
0S распадами. Комбинации K
01 и К
02 обладают определённой симметрией относительно операции комбинированной инверсии (
СР)
: при переходе от частиц к античастицам (операция зарядового сопряжения С) с одновременным пространственным отражением (операция Р) волновая функция, соответствующая состоянию K
01, остаётся неизменной, а волновая функция К
02 меняет знак. Поэтому состояние K
01 может распадаться на 2p (систему, обладающую теми же свойствами относительно операции СР, что и K
01), a K
02 не может. Поскольку вероятность распада на 2p значительно превышает вероятности др. способов (каналов) распада, большое различие во временах жизни долго- и короткоживущих К-м. считалось указанием на существование в природе симметрии относительно операции комбинированной инверсии, а состояния K
0L и K
0S отождествлялись с K
01 и К
02. Однако в 1964 было установлено, что долгоживущий К-м. с вероятностью приблизительно 0,2% распадается на 2p
. Это свидетельствует о нарушении СР-симметрии и об отличии состояний K
0L и K
0S от K
01 и К
02. Природа сил, нарушающих СР-симметрию, ещё не выяснена. Имеющиеся эксперимент. данные не противоречат возможности существования в природе особого «сверхслабого» взаимодействия, нарушающего симметрию
СР и проявляющегося в распадах нейтральных К-м.
Лит.: Марков М. А., Гипероны и К-мезоны, М., 1958; Далиц P., Странные частицы и сильные взаимодействия, пер. с англ., М., 1964; Окунь Л. Б., Слабое взаимодействие элементарных частиц, М., 1963; Ли Ц. и By Ц., Слабые взаимодействия пер. с англ., М., 1968; Газиорович С., Физика элементарных частиц, пер. с англ. М., 1969; Эдер Р. К., Фаулер Э. К., Странные частицы, пер. с англ., М., 1966.
С. С. Герштейн. Схематическое изображение фотографии, полученной в водородной пузырьковой камере, иллюстрирующее процессы сильного и слабого взаимодействий К-мезонов. В точке 1 за счёт сильного взаимодействия происходит реакция К
-+p®W
-+К
++К
0, в которой сохраняется странность. Распады образовавшихся частиц происходят в результате слабого взаимодействия с изменением странности на 1: К
0®p
++p
- (в точке 2); W
-®L
0+К
- (в точке 3); L
0®p+p
- (в точке 4); К
-®p
++p
-+p
- (в точке 5). Треки частиц искривлены, так как камера находится в магнитном поле. Пунктиром обозначены треки нейтральных частиц, не оставляющие следа в камере.
(обратно)
Кметы
Кме'ты, термин, широко распространённый в средние века у славянских народов и имевший различные значения. Первоначально К. назывались, по-видимому, свободные члены общины, племени. В древнерусских литературных памятниках («Слово о полку Игореве» и др.) К. — витязи, дружинники. В феодальной Болгарии и Сербии К. — сельские старосты; в Боснии и Чехии — иногда должностные лица, иногда отдельные категории крестьян; в Польше — зависимые крестьяне, имевшие полный надел; в Хорватии — редко вассалы, а обычно — зависимые крестьяне, в том числе и крепостные.
(обратно)
К-митоз
К-мито'з, одна из форм патологии митотического деления клетки, обусловленная повреждением
митотического аппарата. Впервые был описан при действии на клетки алкалоида колхицина. Подробнее см.
Митоз.
(обратно)
Оглавление
К-мезоныКметыК-митоз
Последние комментарии
2 дней 1 час назад
2 дней 5 часов назад
2 дней 7 часов назад
2 дней 8 часов назад
2 дней 9 часов назад
2 дней 11 часов назад