Большая Советская Энциклопедия (КМ)
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 спиномI = 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-мезоновсвязано 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 0p ±+ p —+ p +p ±+p 0+p 0m ±+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 0 Sи на ~50% по схеме и на K 0 L(см. табл. 2) . |
Табл. 2.— Основные способы распада K 0 Sи K 0 L
| Частица |
Масса м |
Время жизни t ( сек ) |
Способы распада |
Вероятность распада (в % ) |
| K 0 S |
»m K 0 |
0,86-10 -10 |
p ++ p —p 0+p 0 |
68,7 31,3 |
| K 0 L |
»m K 0Разность масс: mK L— mK s» 3-10 -6 эв |
5,4-10 -8 |
p 0+p 0+p 0p ++p —+p 0p ±+m ±+ n p ±+e ±+ n p ++ p —p 0+p 0g+ 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 0менее вероятно, т.к. оно требует появления совместно с гипероном нескольких дополнительных К +или К 0.
Читать дальше
