Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

К-мезоны

К-мезоны (далее К) 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, т. е. являются адронами; они не имеют барионного заряда и обладают отличным от нуля значением квантового числа странности (), характеризующей их поведение в процессах, обусловленных сильным взаимодействием: у К + и К° = + 1, а у К - и  (являющихся античастицами К + , К°) = —1. Совместно с гиперонами К-м. образуют группу так называемых странных частиц (частиц, для которых 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 = 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 + , p0, p-) и h0-мезоном входят в одну группу (октет) частиц, приблизительно одинаково участвующих в сильных взаимодействиях.

  Открытие К-мезонов связано с работами большого числа ученых 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

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 0 и на ~50% по схеме и на 0L (см. табл. 2).


  Табл. 2.— Основные способы распада 0 и 0L

Частица

Масса м

Время жизни t (сек)

Способы распада

Вероятность распада (в %)

0

"m0

0,86-10-10

p++ p

p0+p0

68,7

31,3

0L

"m0

Разность масс:

m Lm s " 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 времен 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 четности, а также о нарушении комбинированной четности (см. Четность, Зарядовое сопряжение, Комбинированная инверсия).

  Сильные взаимодействия К-мезонов. Наличие у К-м. отличной от нуля странности накладывает (из-за сохранения в сильных взаимодействиях) характерный отпечаток на процессы сильных взаимодействий с участием К-м. Так, К+ и К0, имеющие = +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 К0. Например, возможна реакция  + р ® L0 + p+, тогда как реакция К0 + р ® L0 + p + запрещена законом сохранения странности в сильных взаимодействиях (здесь р — протон, L0 — 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 четности, 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 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 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 заряда (а также, по-видимому, и лептонного заряда для переходов нейтрино — антинейтрино).

  В вакууме благодаря переходам 0 Û  состояниями, имеющими определенную 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 0L- и короткоживущему 0-meзонам. Разность масс 0 и 0L обусловлена слабым взаимодействием, вызывающим переходы 0 Û , и весьма мала. Время жизни и способы распада 0 и 0L указаны в.

  Таким образом, в то время как в процессах, вызываемых сильным взаимодействием, проявляются состояния К0 и , обладающие определенными значениями странности (сохраняющейся в сильном взаимодействии), в процессах слабого взаимодействия (в распадах) проявляются как частицы состояния 0L и 0. Состояния 0L и 0 близки к суперпозициям состояний, которые называют 01 и 02:

0s " 01 = ,

0L " 02 = ,

  т. е. 0L и 0 приблизительно на 50% "состоят" из К0 и на 50% — из . Аналогичным образом можно утверждать, что К0 и  приблизительно на 50% "состоят" из 0 и на 50% — из 0L тот факт, что состояния К0 и  представляют суперпозицию двух состояний 0L и 0 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 счет слабого взаимодействия в  и потому оказывается способным вызывать ядерные реакции, характерные для  и запрещенные для К0, например реакцию  + р ® L0 + p + (эффект Пайса — Пиччони). Др. своеобразное явление — так называемая регенерация короткоживущих 0-meзонов при прохождении через вещество долгоживущих 0L-meзонов: на достаточно больших расстояниях от места образования пучка К0 (или ) пучок состоит практически только из долгоживущих 0L, т.к. короткоживущие 0 распадаются раньше. Поэтому на таких расстояниях наблюдаются лишь распады, характерные для 0L (). Казалось бы, 0 не могут вновь появиться в пучке. Однако если пучок 0L пропустить через слой вещества, то из-за различия во взаимодействиях с веществом К0 и , составляющих 0L, изменяется относительный состав пучка и в пучке 0L появляется добавка 0 с характерными для 0 распадами.

  Комбинации 01 и К02 обладают определенной 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 01, остается неизменной, а волновая функция К02 меняет знак. Поэтому состояние 01 может распадаться на 2p (систему, обладающую теми же свойствами относительно операции СР, что и 01), a 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 0L и 0 отождествлялись с 01 и К02. 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 0L и 0 от 01 и К02. Природа сил, нарушающих СР-симметрию, еще 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, М., 1958; Далиц ., 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  пузырьковой камере, иллюстрирующее процессы сильного и слабого взаимодействий К-мезонов. В точке 1 за счет сильного взаимодействия происходит реакция К- + p®<sup>-</sup> + К + + К0, в которой сохраняется странность. Распады образовавшихся частиц происходят в результате слабого взаимодействия с изменением странности на 1: К0®p + + p- (в точке 2); <sup>-</sup>®L0+К- (в точке 3); L0®p+p- (в точке 4); К-®p + + p - + p- (в точке 5). Треки частиц искривлены, так как камера находится в  поле. Пунктиром обозначены треки нейтральных частиц, не оставляющие следа в камере.
Схематическое изображение фотографии, полученной в пузырьковой камере, иллюстрирующее процессы сильного и слабого взаимодействий К-мезонов. В точке 1 за счет сильного взаимодействия происходит реакция К - + p®- + К + + К0, в которой сохраняется странность. Распады образовавшихся частиц происходят в результате слабого взаимодействия с изменением странности на 1: К0®p + + p - (в точке 2); -®L0 + К- (в точке 3); L0®p + p - (в точке 4); К-®p + + p - + p - (в точке 5). Треки частиц искривлены, так как камера находится в поле. Пунктиром обозначены треки нейтральных частиц, не оставляющие следа в камере.


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 20.01.2022 23:01:38
22:58 На Украине назвали дорогу к деэскалации и выходу из кризиса
22:55 Белый дом прокомментировал возможность встречи Байдена и Путина
22:49 Белый дом рассказал о рестрикциях против России
22:44 Украинский депутат оценил санкции США против себя
22:33 Нурмагомедов вспомнил о «колоссальном давлении» перед дебютом в UFC
22:31 Россия дала Евросоюзу совет для возобновления диалога
22:26 Россия назвала НАТО инструментом прошлого века
22:24 Новый пакет санкций США против России назвали отголоском гибридной войны
22:22 США обсудили помощь Украине с «Бухарестской девяткой»
22:13 Россия и Китай заблокировали санкции против пяти лиц за связи с Северной Кореей
21:00 Раскрыта связь между трусами и возрастом женщины
20:06 Apple призвала срочно обновить iPhone
Больше новостей
СегодняБывший СССР «В местной элите идет борьба» Кто стоял за массовыми протестами в Казахстане и могут ли они захлестнуть всю Среднюю Азию
СегодняЭкономика Центробанк предложил запретить криптовалюты в России. Что будет с биткоинами россиян и причем тут ФСБ?
СегодняМир «Они заплатят за это» Джо Байден пообещал России катастрофу и невиданные санкции в случае военного вторжения на Украину
21:34 В Приднестровье заявили об отсутствии манипуляций с российским газом
21:25 Украина решила участвовать в сертификации «Северного потока-2»
21:06 Государственный департамент США опроверг гарантии о нерасширении НАТО на Восток
СегодняЦенности «Я хотела преподать урок олигарху» Как разводятся богатейшие люди планеты?
СегодняРоссия «Это для нас с мужем стало ударом» Один из тысячи детей рождается с неизлечимой болезнью. Как им помочь в России?
20:37 Возлюбленные поехали отдыхать в Мексику и были жестоко убиты во время отпуска
20:36 Мясников предостерег от посещения больниц во время пандемии
22:17 Несколько десятков мертвых кошек обнаружили на частном участке в Подмосковье
СегодняКультура Сначала было тело. В прокате — победившая на фестивале в Венеции драма про подпольный аборт. Почему ее стоит смотреть?
Сегодня69-я параллель Во льдах Арктики появится первая за много лет научная платформа. Как она изменит будущее российского Севера?
20:33 Названы затраты на подготовку российских спортсменов к Олимпиаде
21:59 Европейская страна ввела обязательную вакцинацию от коронавируса
22:06 Пеле потребовалась химиотерапия
Сегодня69-я параллель «Еда закончится, и они захотят вас съесть» Почему белые медведи бегут с Аляски в Россию? Отвечает ученый
СегодняНаука и техника Вот это доставляет. Как технологии изменили жизнь людей всего за один год
21:56 Москву накроет двухдневный снегопад
21:41 Акции «Обуви России» обвалились
21:51 В России заявили о самостоятельной изоляции Евросоюза от диалога по безопасности
19 января 2022Экономика Неуловимый Чжао. Как бывший работник «Макдоналдса» заработал миллиарды на криптовалюте и стал богатейшим человеком Азии
19 января 2022Россия Где в Москве встретить роботов. Как роботы развлекают взрослых и детей в общественных местах и помогают им
21:37 ООН назвала ожидания от предстоящей встречи Лаврова и Блинкена
21:45 В НАТО пригрозили России «высокой ценой» при эскалации на Украине
21:35 Архивное фото полуголой москвички с младенцем заставило россиян поспорить
СегодняНаука и техника Партнерский материалЧетвертый по алфавиту, но главный по значению. Все, что вам нужно знать о витамине D
19 января 2022Россия «Природа решила поставить нас на место» Чем опасен омикрон-штамм и чего ждать от него России — отвечает генетик
21:25 Дочь Трампа пригласили к «добровольному» сотрудничеству со следствием
21:23 Украинская полиция опровергла сообщения о минировании офиса Зеленского
21:17 Центробанк в ближайшее время представит обновленную банкноту 100 рублей
19 января 2022Силовые структуры Щедрый гангстер. Как самый дерзкий и успешный грабитель Урала воровал миллионы и помогал сиротам
19 января 2022Спорт «Мне нравится быть секс-символом» Туктамышева — самая яркая фигуристка России. Почему она вновь пропускает Олимпиаду?
21:13 На Украине захотели построить космодром
21:12 Главный тренер «Динамо» прокомментировал дубль Смолова
21:11 На Украине назвали санкции США политическим террором
19 января 2022Из жизни «Мороз — не самая большая проблема» История семьи из Индии, которая перебралась в Россию и полюбила ее, несмотря на холод
18 января 2022Россия «Ты просто не знаешь, на что они способны» Две медсестры сургутской больницы покончили с собой. Кто виноват в их смерти?
21:10 Тихановская выпустила заявление о референдуме в Белоруссии
21:06 Байден назвал российской угрозой «маленьких человечков в зеленой форме»
20:57 В Молдавии назвали способ выйти из газовых кризисов
18 января 2022Бывший СССР «Это не страшно, это смешно» Зеленский решил устранить главного конкурента. Как дело Порошенко изменит политику Украины?
18 января 2022Наука и техника «Число танков, орудий, трупов — огромно» Как Красной армии удалось прорвать блокаду Ленинграда
20:52 Российский академик ответил на вопрос об окончании пандемии из-за омикрона
20:46 Первый полет российского самолета «Байкал» состоится в январе
20:34 Курс биткоина вырос после «репрессий» в России
18 января 2022Культура Биба и Боба. «Звездные войны» превратили в криминальный боевик. Что из этого получилось?
18 января 2022Россия «Боль такая, что невозможно вздохнуть» Свету спасет срочная операция. Ей нужна ваша помощь
20:31 Никас Сафронов рассказал о вызванных соседством с Бондарчуком неудобствах
20:28 В МВД рассказали о деле задержанного замминистра транспорта России Токарева
20:17 Два бездомных до смерти избили москвича в подъезде жилого дома
17 января 2022Россия «У тебя это как будто на лбу написано» Истории россиян, которые живут с психическими расстройствами
17 января 2022Путешествия «На рынках покупают и рыбу, и женщин» Россиянин провел отпуск в Мексике. Чем его удивила латиноамериканская страна?
20:12 Пожизненно осужденный россиянин сознался в совершенной в 1998 году серии убийств
20:10 ВГТРК оштрафовали из-за БДСМ-сессии в эфире программы «60 минут»
20:05 Девушка потратила пять миллионов рублей ради внешности Барби
СегодняЭкономика Партнерский материалСбер в помощь. Банк поможет клиентам работать в поле 115-ФЗ
20:00 Мужчина на 67 лет отказался от мытья из-за страха быть убитым
19:56 Байден рассказал о последствиях эскалации конфликта на Украине
19:54 «Челси» попытался выкупить собственного футболиста из аренды и потерпел неудачу
19:53 Стало известно об искалечивших полсотни пациентов врачах в роддоме на Кавказе
19:48 Законодатели США назвали республики Донбасса террористическими организациями
19:46 Литва решила снести Дом Москвы
19:44 Врач назвал способы борьбы с опасным последствием коронавируса
19:43 Идрак Мирзализаде продал на аукционе аннулированный российский вид на жительство
19:40 Врач ознакомился с историей болезней Ленина
19:38 Toyota остановила работу на ключевом заводе
19:38 Эрдоган предложил организовать встречу Путина и Зеленского «с глазу на глаз»
19:36 У подмосковного полицейского нашли весы и наркотики
19:34 Украинский Bayraktar заметили над Черным морем
19:33 Для съемок фильма Тома Круза в космосе построят первую киностудию и спортзал
19:31 19-летняя летчица в одиночку облетела земной шар и установила мировой рекорд
19:23 Названы имена владельцев самых дорогих квартир в Москве
19:17 Брошенная женихом за два дня до свадьбы женщина вышла замуж за кинжал
19:13 ООН осудила отрицание холокоста
19:12 Российский фондовый рынок закрылся ростом
19:07 Иммунолог назвал наиболее защищенную от омикрона категорию россиян
19:06 Секс физрука и российской школьницы в машине заинтересовал следователей
19:01 Кофе связали с низким риском развития рака матки
19:01 Модель рассказала о пристрастиях основателя Playboy и оргиях в его особняке
18:59 Замглавы депздрава Ивановской области арестовали за мошенничество
18:57 Арендаторы украли ванну и поселили тараканов в квартире россиянки
18:57 В Киеве осудили политическое преследование Порошенко
18:56 В столичном СИЗО найден повешенным подследственный из Узбекистана
18:53 Вассерман высказался об оголяющихся на фоне храмов и мечетей блогерах
18:52 ФСБ рассказала о поимке фигурантов дела о «посольском кокаине»
18:51 Вагнер Лав перешел в новый клуб
18:41 От взрывов в Колумбии погибли три человека
18:40 «Росатом» подписал соглашение о поставке энергии на месторождение в Якутии
18:36 Путин присвоил главе «Газпрома» звание Героя труда
18:29 Итальянский принц решил засудить любовницу из Белоруссии за вымогательство денег
18:26 «Молдовагаз» рассчиталась за газ после предупреждения «Газпрома»
18:25 Назначена дата референдума по новой конституции Белоруссии