К-мезоны это:

К-мезоны
        каоны, группа нестабильных элементарных частиц, в которую входят две заряженные (К+, К-) и две нейтральные (К0, ) частицы с нулевым Спином и массой приблизительно в 970 раз большей, чем масса электрона. К.-м. участвуют в сильных взаимодействиях (См. Сильные взаимодействия), т. е. являются адронами; они не имеют барионного заряда (См. Барионный заряд) и обладают отличным от нуля значением квантового числа странности (См. Странность) (S), характеризующей их поведение в процессах, обусловленных сильным взаимодействием: у К+ и К° S=+1, а у К- и (являющихся античастицами (См. Античастицы) К+, К°) S = —1. Совместно с гиперонами (См. Гипероны) К.-м. образуют группу так называемых странных частиц (частиц, для которых S ≠ 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 (См. Изотопический спин) 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 π-мезонами (π+, π0, π-) и η0-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 (См. Космические лучи) 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 (Мэв   | Странность S      | Время жизни τ:    | Способы              | Вероятность        |
        |                            |                            |                            | (сек)                    | распада               | распада (в %)      |
        |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | К+                        | 494                      | +1                       | 1,2-10-8                | μ±+ν                    | 64                        |
        | К-                        |                            | —1                      |                            | π±+ π0                 | 21                        |
        |                            |                            |                            |                            | π±+ π+ π+         | 5,57                     |
        |                            |                            |                            |                            | π±00            | 1,70                     |
        |                            |                            |                            |                            | μ±0+ν               | 3,18                     |
        |                            |                            |                            |                            | e±0+ν               | 4,85                     |
        |                            |                            |                            |                            | e±+ν                    | 1,2-10-5                |
        |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | К0                        | 498                      | +1                       |                            | Распады на К-мезоны50% по схеме K0S и на  |
        |                      |                            | —1                      |                            | К-мезоны50% по схеме и на K0L (см. табл.     |
        |                            |                            |                            |                            | 2).                                                     |
        --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        
         Табл. 2.— Основные способы распада K0S и K0L
        ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        | Частица                    | Масса м                    | Время жизни τ (сек)   | Способы распада      | Вероятность             |
        |                                  |                                  |                                  |                                  | распада (в %)           |
        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | K0S                            | ≈mK0                         | 0,86-10-10                   | π++ π                     | 68,7                          |
        |                                  |                                  |                                  | π00                        | 31,3                          |
        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | K0L                            | ≈mK0                         | 5,4-10-8                      | π000                  | 21,5                          |
        |                                  | Разность масс:         |                                  | π+0                 | 12,6                          |
        |                                  | m KL — m K≈ 3-10-6    |                                  | π±±+ν                    | 26,8                          |
        |                                  | эв                             |                                  | π±+e±+ν                    | 38,8                          |
        |                                  |                                  |                                  | π++ π                     | 0,16                          |
        |                                  |                                  |                                  | π00                        | 0,12                          |
        |                                  |                                  |                                  | γ+ γ                          | 5-10-4                        |
        ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        
        Это были так называемые θ-мезоны, распадающиеся на два пи-мезона (См. Пи-мезоны), τ-мезоны, распадающиеся на три π-мезона, и др. Значит. прогресс в изучении этих частиц начался с 1954, когда их удалось получать с помощью ускорителей заряженных частиц (См. Ускорители 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 (См. Слабые взаимодействия) 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 К0, имеющие S = +1, рождаются при столкновениях «нестранных» частиц — π-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 К0. Например, возможна реакция + р → Λ0 + π+, тогда как реакция К0 + р → Λ0 + π + запрещена законом сохранения странности в сильных взаимодействиях (здесь р — протон, Λ0 — гиперон). Рождение гиперонов в пучках К+, К0 менее вероятно, т.к. оно требует появления совместно с гипероном нескольких дополнительных К+ или К0.
         Поэтому медленные К+, К0 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 π-, так и на 3 π-мезона.
         Рисунок иллюстрирует процессы сильного и слабого взаимодействия К-м.
         Специфические свойства нейтральных К-мезонов. Выше отмечалось, что К0- 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 K0. 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 (См. Лептонный заряд) для переходов нейтрино — антинейтрино).
         В вакууме благодаря переходам K0 ⇔ состояниями, имеющими определённую энергию и время жизни, будут не К0 и , а две квантово-механических суперпозиции этих состояний. Эти суперпозиции соответствуют частицам с различными массами и различными временами жизни: долгоживущему K0L- и короткоживущему K0S-meзонам. Разность масс K0S и K0L обусловлена слабым взаимодействием, вызывающим переходы K0 ⇔ , и весьма мала. Время жизни и способы распада K0S и K0L указаны в.
         Таким образом, в то время как в процессах, вызываемых сильным взаимодействием, проявляются состояния К0 и , обладающие определёнными значениями странности (сохраняющейся в сильном взаимодействии), в процессах слабого взаимодействия (в распадах) проявляются как частицы состояния K0L и K0S. Состояния K0L и K0S близки к суперпозициям состояний, которые называют K01 и K02:
         K0s ≈ K01 = ,
         K0L ≈ K02 = ,
         т. е. K0L и K0S приблизительно на 50% «состоят» из К0 и на 50% — из . Аналогичным образом можно утверждать, что К0 и приблизительно на 50% «состоят» из K0S и на 50% — из K0L тот факт, что состояния К0 и представляют суперпозицию двух состояний K0L и K0S разными массами и временами жизни, приводит к появлению своеобразных осцилляций («биений»): К0, 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 К0, например реакцию + р → Λ0 + π + (эффект Пайса — Пиччони). Др. своеобразное явление — так называемая регенерация короткоживущих K0S-meзонов при прохождении через вещество долгоживущих K0L-meзонов: на достаточно больших расстояниях от места образования пучка К0 (или ) пучок состоит практически только из долгоживущих K0L, т.к. короткоживущие K0S распадаются раньше. Поэтому на таких расстояниях наблюдаются лишь распады, характерные для K0L (). Казалось бы, K0S не могут вновь появиться в пучке. Однако если пучок K0L пропустить через слой вещества, то из-за различия во взаимодействиях с веществом К0 и , составляющих K0L, изменяется относительный состав пучка и в пучке K0L появляется добавка K0S с характерными для K0S распадами.
         Комбинации K01 и К02 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 K01, остаётся неизменной, а волновая функция К02 меняет знак. Поэтому состояние K01 может распадаться на 2π (систему, обладающую теми же свойствами относительно операции СР, что и K01), a K02 не может. Поскольку вероятность распада на 2π 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 K0L и K0S отождествлялись с K01 и К02. Однако в 1964 было установлено, что долгоживущий К-м. с вероятностью приблизительно 0,2% распадается на 2π. Это свидетельствует о нарушении СР-симметрии и об отличии состояний K0L и K0S от K01 и К02. 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→Ω-+0, в которой сохраняется странность. Распады образовавшихся частиц происходят в результате слабого взаимодействия с изменением странности на 1: К0→π+- (в точке 2); Ω-→Λ0- (в точке 3); Λ0→p+π- (в точке 4); К-→π+-- (в точке 5). Треки частиц искривлены, так как камера находится в магнитном поле. Пунктиром обозначены треки нейтральных частиц, не оставляющие следа в камере.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "К-мезоны" в других словарях:

  • К-МЕЗОНЫ — (каоны), группа нестабильных элем. ч ц из двух заряженных (К+ , К= ) и двух нейтральных (К°, К=°) ч ц с нулевым спином и массой, прибл. в 970 раз большей массы эл на (в энергетич. ед. масса К+ равна 493,7 МэВ, а К° 497,7 МэВ). К м. участвуют в… …   Физическая энциклопедия

  • К-мезоны — (каоны) (K), группа элементарных частиц с нулевым спином и массой около 970 масс электрона, принадлежащая к странным частицам. В группу входят 2 заряженных (K–, K+) и 2 нейтральных (K0, K0) K мезона; K+ и K0  античастицы K–, K0. * * * К МЕЗОНЫ К… …   Энциклопедический словарь

  • К-МЕЗОНЫ — (каоны) (К) группа элементарных частиц с нулевым спином и массой ок. 970 электронных масс, принадлежащая к странным частицам. В группу входят 2 заряженных (К , К+) и 2 нейтральных (К ., .) К мезона; К+ и . античастицы К , К …   Большой Энциклопедический словарь

  • К-МЕЗОНЫ — (каопы, К), группа элементарных частиц с пулевым спином и массой ок. 970 масс злсктрона, принадлежащая к странным частицам. В группу входят 2 заряженных (К , К+) и 2 нейтральных (К°, К°) К м.; К+ и К° античастицы К , К° …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • К-мезоны (каоны) — (от греч. mesos промежуточный, средний) элементарные нестабильные частицы, массы которых лежат между массой электрона и массой протона (отсюда название), а точнее составляют около 970 масс электрона. Относятся к классу адронов, не имеющих ба… …   Начала современного естествознания

  • МЕЗОНЫ — нестабильные элементарные частицы с нулевым или целым спином, принадлежащие к классу адронов и не имеющие барионного заряда. К мезонам относятся пи мезоны, К мезоны, многие резонансы; обнаружены мезоны с очарованием и красотой …   Большой Энциклопедический словарь

  • МЕЗОНЫ — нестабильные фундаментальные (составные) (см.), относящиеся к классу (см.), обладающие нулевым или целым (см.) и участвующие в сильном, слабом и электромагнитном взаимодействиях. Гипотетически все М. могут быть построены из двух (см.) (кварка и… …   Большая политехническая энциклопедия

  • мезоны — нестабильные элементарные частицы с нулевым или целым спином, принадлежащие к классу адронов и не имеющие барионного заряда. К мезонам относятся пи мезоны, K мезоны, многие резонансы; обнаружены мезоны с «очарованием» и «красотой». * * * МЕЗОНЫ… …   Энциклопедический словарь

  • Мезоны — (от мезо) нестабильные элементарные частицы с нулевым или целым спином, принадлежащие к классу адронов. К мезонам относят пи мезоны, К мезоны, многие так называемые резонансы, а также мезоны кваркового типа …   Начала современного естествознания

  • Мезоны —         нестабильные элементарные частицы, принадлежащие к классу сильно взаимодействующих частиц (адронов); в отличие от барионов (См. Барионы) М. не имеют барионного заряда (См. Барионный заряд) и обладают нулевым или целочисленным спином… …   Большая советская энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «К-мезоны» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»