К-МЕЗОНЫ
, к а о н ы, группа
нестабильных элементарных частиц, в к-рую входят две заряженные (К+,
К-) и две нейтральные (К°, К°) частицы с нулевым спином и
массой приблизительно в 970 раз большей, чем масса электрона. К-м. участвуют
в сильных взаимодействиях, т. е. являются а д р о н а м и; они не
имеют барионного заряда и обладают отличным от нуля значением квантового
числа странности (S), характеризующей их поведение в процесса:;,
обусловленных сильным взаимодействием: у К+и К0 S=
+ 1, а у К- и К0 (являющихся античастицами К+,
К0) S = -1. Совместно с гиперонами К-м. образуют
группу т. н. странных частиц (частиц, для к-рых S <> 0).
К+ и К0 одинаковым образом участвуют в сильных взаимодействиях,
имеют приблизительно одинаковые массы и различаются лишь электрич. зарядом.
Они могут быть объединены в одну группу - т. н. изотопический дублет (см.
Изотопическая
инвариантность) и рассматриваются как различные зарядовые состояния
одной и той же частицы с изотопическим спином I = 1/2. Аналогичную
группу составляют К- и К0. Из-за различия в странности нейтральные
К-м. К° и К° являются разными частицами, различным образом участвующими
в сильных взаимодействиях.
Согласно совр. классификации элементарных
частиц, К-м. (К+, К°, К-, К°) вместе с я-мезонами (я+,
л°, л-) и л0-мезоном входят в одну группу (октет)
частиц,
приблизительно одинаково участвующих в сильных взаимодействиях.
Открытие< К-мезонов связано
с работами большого числа учёных в различных странах. В 1947-51 в космических
лучах было открыто неск. частиц, массы к-рых, измеренные с доступной
в то время точностью, были приблизительно одинаковыми, а способы распада
- разными. Это были т. н. б-мезоны, распадающиеся на два пи-мезона,
т-мезоны,
распадающиеся на три я-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
совр. 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°, имеющие S = +1,
рождаются при столкновениях "нестранных" частиц - ямезонов и нуклонов (протонов
и нейтронов) - только совместно с гиперонами или К-, К", имеющими
отрицат. значение странности (см., напр., рис. 1 в ст. Гипероны).
Поскольку все гипероны имеют отрицат.
странность, они легче рождаются в процессах, вызванных К- и К°,
чем в процессах, вызванных К+ и К°. Напр., возможна реакция
К0 + р -> Л° +л+, тогда как реакция К° + р -> Л°
+
л+ запрещена законом сохранения странности в сильных взаимодействиях
(здесь р - протон, Л° - гиперон). Рождение гиперонов в пучках К+,
К° менее вероятно, т. к. оно требует появления совместно с гипероном нескольких
дополнительных К+ или К°.
Схематическое изображение фотографии,
полученной в водородной пузырьковой - камере, иллюстрирующее процессы сильного
и слабого взаимодействий К-мезонов. В точке / за счёт сильного взаимодействия
происходит реакция К-+р->Q-+ +К++К°, в к-рой сохраняется странность.
Распады образовавшихся частиц происходят в результате слабого взаимодействия
с изменением странности на 1: К0->л++л
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я