17. Физика элементарных частиц элементарными

К-мезонов, или каонов, — частиц с нулевым спином и с массами, приблизительно равными 970 m

жүктеу 0,98 Mb.

Pdf просмотр

бет	19/39
Дата	08.05.2020
өлшемі	0,98 Mb.
	#30241

1 ... 15 16 17 18 19 20 21 22 ... 39

17-fizika ehlementarnykh chastic

К-мезонов, или каонов, — частиц с нулевым спином и с массами, приблизительно равными

970 m

e

. В настоящее время известно четыре типа каонов: положительно заряженный (К

отрицательно заряженный (К

-

) и два нейтральных (

0

S

K

и

0

L

K

). Время жизни К-мезонов лежит в

пределах (10

-8

—10

-10

) с в зависимости от их типа.

Существует несколько схем распада К-мезонов. Распад заряженных К-мезонов происходит

преимущественно по схемам

K

v

K

v ,

K

K

0

e

e

K

e

v

K

e

v

Распад нейтральных К-мезонов в основном происходит по следующим схемам (в порядке

убывания вероятности распада):

для короткоживущих (

0

S

K

)

S

s

K

K

для долгоживущих (

0

L

K

)

L

e

L

e

L

L

L

L

K

e

v

K

e

v

K

v

K

v

K

K

17.5.3 Гипероны. Странность и четность элементарных частиц

В ядерных фотоэмульсиях (конец 40-х годов 20 века) и на ускорителях заряженных частиц

(50-е годы 20 века) обнаружены тяжелые нестабильные элементарные частицы массой,

большей массы нуклона, названные гиперонами (от греч. hyper — сверх, выше). Известно

несколько типов гиперонов: лямбда (Λ°), сигма (Σ°, Σ

+

, Σ

-

), кси (Ξ

+

, Ξ

-

) и омега (Ω

-

).

Существование Ω

-гиперона

следовало из предложенной (1961) М. Гелл-Манном

(американский физик, Нобелевская премия 1969 г.) схемы для классификации сильно

взаимодействующих элементарных частиц. Все известные в то время частицы укладывались в

эту схему, но в ней оставалось одно незаполненное место, которое должна была занять

отрицательно заряженная частица массой, равной примерно 3284 m

e

. В результате специально

378

поставленного эксперимента был действительно обнаружен Ω

-гиперон массой 3273 m

Гипероны имеют массы в пределах (2183—3273) m

e

, их спин равен ½ (только спин Ω

-

гиперона равен 3/2), время жизни приблизительно 10

с (для Σ°-гиперона время жизни равно

приблизительно 10

с). Они участвуют в сильных взаимодействиях, т. е. принадлежат к

группе адронов. Гипероны распадаются на нуклоны и легкие частицы (π-мезоны, электроны,

нейтрино и γ-кванты).

Детальное исследование рождения и превращения гиперонов привело к установлению

новой квантовой характеристики элементарных частиц — так называемой странности.

Еѐ введение оказалось необходимым для объяснения ряда парадоксальных (с точки зрения

существовавших представлений) свойств этих частиц. Дело в том, что гипероны должны были,

как представлялось, обладать временем жизни примерно 10

23

с, что в 10

раз (!) меньше

установленного на опыте. Подобные времена жизни можно объяснить лишь тем, что распад

гиперонов происходит в результате слабого взаимодействия. Кроме того, оказалось, что всякий

раз гипероны рождаются в паре с К-мезоном. Например, в реакции

0

p

с Λ°-гипероном всегда рождается К°-мезон, в поведении которого обнаруживаются те же

особенности, что и у гиперона. Распад же Λ°-гиперона происходит по схеме

0

p

Особенности поведения гиперонов и К-мезонов были объяснены в 1955 г. М. Гелл-Манном

с помощью квантового числа — странности S, которая сохраняется в процессах сильного и

электромагнитного взаимодействий. Если приписать каонам S = 1, а Λ° и Σ гиперонам S = -1 и

считать, что у нуклонов и K-мезонов S = 0, то сохранение суммарной странности частиц в

сильном взаимодействии объясняет как совместное рождение Λ°-гиперона с K°-мезоном, так и

невозможность распада частиц с не равной нулю странностью за счет сильного взаимодействия

на частицы, странность которых равна нулю. Ξ-гиперонам, которые рождаются совместно с

двумя каонами, приписывают S = - 2, Ω-гиперонам – S = - 3.

Из закона сохранения странности следовало существование частиц, таких, как K

жүктеу 0,98 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 15 16 17 18 19 20 21 22 ... 39