Каона

Відео: Transformers. Глава 7. Втеча з в`язниці каонов

каона або K-мезони - група чотирьох мезонів, для яких характерне квантове число дивина. До складу каона входить дивний кварк. Чотири каона позначаються: K -, K +, K 0 і K 0.
Дивина каона в тому, що вони народжуються при сильній взаємодії, а розпадаються тільки через слабку взаємодію, а тому мають порівняно довгий час життя. Два нейтральних каона народжуються парами внаслідок сильної взаємодії, але згодом за допомогою механізму, який називають осциляції нейтральних частинок, перетворюються в суміш двох інших каона: нейтрального каона з довгим часом життя і нейтрального каона з коротким часом життя. Часи життя цих двох частинок відрізняються на три порядки.
Каона зіграли значну роль в встановлені фундаментальних законів збереження.
[A] ^ Власний стан сильного взаємодії. Час життя не визначений)
[B] ^ Власний стан слабкої взаємодії. У будові пропущений малий член, який відповідає за порушення CP-інваріантності.
[C] ^ Маси короткого і довгого нейтральних каона зазначені рівними масам нейтральних каона. Однак, відомо, що між масами довгої і короткої каона існує різниця порядку 2.2 x 10 -11 МеВ / с.
Каона K 0 має античастицу K 0. Ця частка народжується в реакціях за участю сильної взаємодії. Однак, вона не є власним станом оператора CP-парності. Внаслідок слабкої взаємодії стану K 0 і K 0 змішуються. Тобто, якщо при народженні утворюється пучок K 0-каона, то на деякій відстані від джерела летить вже змішаний пучок K 0 і K 0.


Власними станами оператора CP-парності є стану K 0 1 і K 0 2.

.
.

Стан K 0 1 має CP-парність? C P = + 1, стан K 0 2 має? C P = - 1. Виходячи з міркувань збереження CP-парності, K 0 1 розпадається на два піони, а K 0 2 на три півонії. Розпад на два піони проходить набагато швидше, ніж розпад на три півонії, тому початковий пучок K 0-каона на значній відстані від джерела стає пучком K 0 2-каона, який, виходячи з міркувань збереження CP-парності, не повинен розпадатися на два піони .


Однак, як показали експерименти, пучок каона навіть на значній відстані від джерела, розпадається з невеликою ймовірністю на два піони, що свідчить про незбереження CP-парності.
Відповідно, справжніми частками є не власні частки оператора CP-парності K 0 1 і K 0 2, а інші частинки, які позначають K 0 S і K 0 L.
Вперше каона спостерігали Джордж Рочестер і Кліффорд Чарльз Батлер в 1947, проводячи дослідження космічних променів з камерою Вільсона в Манчестерському університеті. Вони помітили, що якась нейтральна частинка розпадається на два заряджені піони, а яка заряджена частинка розпадається на заряджений піон і ще що. Маса цих частинок була приблизно рівною половині маси протона.
У 1950 дослідники з Калтеху встановили камеру Вільсона на горі Вілсона з метою дослідження космічних променів. Вони підтвердили випадки таких реакцій. Після цього експеримент повторювали в багатьох гірських лабораторіях, і до 1953 невідомі частинки отримали назву К-мезонів. Легкі мезони, півонії і мюони назвали L-мезонами, а все, що було важче від протона - гіперонами.
Розпад К-мезонів відбувався повільно, за час порядку 10 -10 с, тоді як освіта за час порядку 10 -23 с. Для пояснення цього Абрахам Пайс постулював існування квантового числа, яке він назвав дивина. Дивина зберігається при сильному, але не зберігається при слабкій взаємодії.
Незабаром виявилося, що каона розпадаються не тільки на два піони, а й на три. Три півонії мають інші парність, ніж два, тому спочатку думали, що спостерігаються різні частки з близькими масами. Однак, після того як було доведено, що при слабкій взаємодії парність не зберігається, проблема вирішилася.
У 1964 Джеймс Кронін і Вал Фітч з Брукгейвенськоі національних лабораторій експериментально довели, що в реакціях з каона не зберігається також комбінація парності і зарядним парності. До L розпадається на два піони. За це відкриття вони були нагороджені Нобелівською премією за 1980.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!