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
±+ p
0 p
±+ p
—+ p
+ p
±+p
0+p
0 m
±+p
0+
n e
±+p
0+
n e
±+
n 64 21 5,57 1,70 3,18 4,85 1,2-10
-5 К
0 498 +1 —1 Распады на ~50% по схеме K
0S и на ~50% по схеме и на K
0L (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
%) K
0S »mK
0 0,86-10
-10 p
++ p
— p
0+p
0 68,7 31,3 K
0L »mK
0 Разность масс:
m KL —
m Ks » 3-10
-6 эв 5,4-10
-8 p
0+p
0+p
0 p
++p
—+p
0 p
±+m
±+
n p
±+e
±+
n p
++ p
— p
0+p
0 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
Последние комментарии
5 часов 32 минут назад
5 часов 46 минут назад
6 часов 19 минут назад
6 часов 52 минут назад
22 часов 21 минут назад
22 часов 31 минут назад