Feynmann - Feynmann 8a

а K 0-мезон не может. У К 0 нет способа создать L-частицу, вза­имодействуя с обычным веществом (протонами и нейтронами). Значит, экспериментальное отличие между К 0 - и -мезонами состояло бы в том, что один из них создает L-частицу, а другой— нет.

Одно из предсказаний теории странности тогда заключалось бы в следующем: если в опыте с пионами высокой энергии L-частица возникает вместе с нейтральным K -мезоном, тогда этот нейтральный K -мезон, попадая в другие массивы вещества, никогда не создаст L-частицы. Опыт мог бы протекать таким образом. Вы посылаете пучок p - -мезонов в большую водород­ную пузырьковую камеру. След p -исчезает, но где-то в стороне появляется пара следов (протона и p --мезона), указывающая на то, что распалась Λ-частица (фиг. 9.5). Тогда вы знаете, что где-то есть K 0-мезон, который вам не виден.

Но вы можете представить, куда он направился, применяя сохранение импульса и энергии. (Он затем иногда раскрывает свое местоположение, распадаясь на пару заряженных частиц, как показано на фиг. 9.5, а.)

Когда К 0-мезон летит в веществе, он может провзаимодействовать с одним из ядер водорода (про­тонов), создав при этом, быть может, еще какие-то частицы.

Предсказание теории странности состоит в том, что K 0-мезон никогда не породит L-частицу в простой реакции, скажем, такого типа

хотя -мезон это может сделать. Иначе говоря, в пузырько­вой камере -мезон мог бы вызвать событие, показанное на фиг. 9.5, б, где L 0-частицу из-за распада можно заметить, а К 0-мезон не смог бы. Это первая часть рассказа. Это и есть со­хранение странности.

Странность, впрочем, сохраняется не совсем. Существуют очень медленные распады странных частиц — распады, происхо­дящие за большое время — порядка 10 -1 0 сек, в которых странность не сохраняется. Их называют «слабые» распады. Напри­мер, K 0-мезон распадается на пару p-мезонов (+ и -) со време­нем жизни 10 -1 0 сек. Именно так на самом деле впервые были замечены K -частицы. Обратите внимание, что распадная реак­ция

не сохраняет странности, так что «быстро», путем сильного взаимодействия, она идти не может. Может она идти только через слабый распадный процесс.

Далее, -мезон также распадается таким же путем (на p +и p -) и тоже с таким же самым временем жизни:

Здесь опять идет слабый распад, потому что он не сохраняет странности. Существует принцип, по которому для всякой реакции всегда найдется соответствующая реакция, в которой «материя» заменяется «антиматерией» и наоборот. Раз — это античастица К 0 , она обязана распадаться на античастицы p +и p -, но античастица p + есть p -. (Или, если вам угодно, наоборот. Оказывается, что для p-мезонов неважно, кого из них назовут «материей», их эта материя совсем не интересует.) Итак, как следствие слабых распадов К 0 - и -мезоны могут превращаться в одинаковые конечные продукты. Если «видеть» их по их распадам (как в пузырьковой камере), то выглядят они, как совершенно одинаковые частицы. Отличаются только их сильные взаимодействия.

Теперь наконец-то мы доросли до того, чтобы описать ра­боту Гелл-Манна и Пайса. Во-первых, они отметили, что раз К 0и оба могут превращаться в два p-мезонов, то должна также существовать некоторая амплитуда того, что К 0 может превра­титься в К 0 , и такая же амплитуда того, что превратится в К 0 . Реакцию можно записать так, как это делают химики: