• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Pion - cząstka

    Przeczytaj także...
    Ładunek elektryczny elementarny — podstawowa stała fizyczna, wartość ładunku elektrycznego niesionego przez proton lub (alternatywnie) wartość bezwzględna ładunku elektrycznego elektronu, która wynosi:Symetria unitarna – rodzaj symetrii związany z grupą macierzy unitarnych. Grupę macierzy unitarnych o rozmiarze n × n {displaystyle n imes n} nazywamy grupą unitarną rzędu n {displaystyle n} i oznaczamy symbolem U ( n ) {displaystyle mathrm {U} (n),} .
    Foton (gr. φως – światło, w dopełniaczu – φοτος, nazwa stworzona przez Gilberta N. Lewisa) jest cząstką elementarną, nie posiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego, o masie spoczynkowej równej zero (m0 = 0), liczbie spinowej s = 1 (fotony są zatem bozonami). Fotony są nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych, a ponieważ wykazują dualizm korpuskularno-falowy, są równocześnie falą elektromagnetyczną.
    Mezon π (pion) złożony jest z kwarku u i antykwarku d

    Mezon π (pion) – najlżejszy mezon, o zerowym spinie. Występuje w trzech odmianach π, π i π, które razem z cząstkami K, η tworzą nonet.

    Charakterystyka:

  • mezon π jest neutralny elektrycznie i jest sam dla siebie antycząstką
  • π = (uu − dd) – mezon ten jest superpozycją kwarków uu z kwarkami dd m = 134,9766 MeV/c² τ = (8,4 ±0,6)×10 s – krótki średni czas życia
  • mezony π i π niosą ładunek elementarny +1 i −1; złożone są z kwarku i antykwarku pierwszej generacji i są dla siebie nawzajem antycząstkami
  • π = ud π = du m = 139,57018 ±0,00035 MeV/c² τ = (2,6033 ±0,0005)×10 s – długi średni czas życia

    Gdzie:

    Masa spoczynkowa (in. masa niezmiennicza lub po prostu masa) - wielkość fizyczna w fizyce relatywistycznej, charakteryzująca ciało bądź układ ciał, która nie zależy od układu odniesienia. W dowolnym układzie odniesienia, masa spoczynkowa jest wyznaczona przez energie i pędy wszystkich ciał. Jest to masa ciała mierzona w układzie odniesienia, w którym to ciało spoczywa.Superpozycja – własność rozwiązań równania różniczkowego przejawiająca się w tym, że suma dwóch rozwiązań także jest rozwiązaniem równania. W podstawowym sensie własność ta może zostać wyrażona w inny sposób przez twierdzenie, że przestrzeń rozwiązań równania jest przestrzenią liniową. Tak wyrażone twierdzenie pozostaje prawdziwe, jeśli równanie różniczkowe jest liniowe.
    m – masa spoczynkowa cząstki u, ukwarki i antykwark górny (ang. up), d, d – kwark i antykwark dolny (ang. down)

    Rozpad[]

    Schemat rozpadu pionu obojętnego na fotony

    Rozpad naładowanych mezonów π odbywa się w oddziaływaniach słabych, prawie zawsze według schematu π → μνμ (powstaje antymion i neutrino mionowe), ale też np.

  • π → eνe (z prawdopodobieństwem ok. 1,2×10)
  • π → μνμγ (z prawdopodobieństwem ok. 2,0×10)
  • π → eνeγ (z prawdopodobieństwem ok. 1,6×10)
  • Ujemne piony rozpadają się analogicznie, np. π → μνμ.

    Skrętność – wielkość fizyczna używana w fizyce cząstek elementarnych, oznacza rzut wektora spinu (wewnętrznego momentu pędu) na kierunek ruchu cząstki:Kwark – cząstka elementarna, fermion mający ładunek koloru (czyli podlegający oddziaływaniom silnym). Według obecnej wiedzy cząstki elementarne będące składnikami materii można podzielić na dwie grupy. Pierwszą grupę stanowią kwarki, drugą grupą są leptony. Każda z tych grup zawiera po sześć cząstek oraz ich antycząstki, istnieje więc sześć rodzajów kwarków oraz sześć rodzajów antykwarków.

    Przyczyna rozpadu pionu głównie na miony, a nie elektrony, jest związana z mniejszą różnicą mas i rosnącą z masą różnicą między chiralnością a skrętnością.

    Natomiast rozpad obojętnego pionu – za pośrednictwem oddziaływań elektromagnetycznych – następuje najczęściej (ok. 98,8%) na fotony według schematu π → γγ, niekiedy (ok. 1,2%) π → ee lub inaczej.

    Historia[]

    Wymiana pionu zero

    Po raz pierwszy mezony pi pojawiły się w teorii Hideki Yukawy oddziaływań wewnątrzjądrowych – za ich pomocą opisywał on oddziaływania międzynukleonowe (proton-neutron, proton-proton, neutron-neutron) jako wymianę mezonów π, zgodnie z reakcjami:

    Proton, p (z gr. πρῶτον – "pierwsze") − trwała cząstka subatomowa z grupy barionów o ładunku +1 i masie spoczynkowej równej ok. 1 u.Spin – moment własny pędu cząstki w układzie, w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki. Każdy rodzaj cząstek elementarnych ma odpowiedni dla siebie spin. Cząstki będące konglomeratami cząstek elementarnych (np. jądra atomów) mają również swój spin będący sumą wektorową spinów wchodzących w skład jego cząstek elementarnych.
    n + π → p p + π → n n + π → n (zob. diagram obok) p + π → p (zob. diagram obok)

    Badania[]

    Najbardziej precyzyjną metodą wyznaczania masy mezonu π jest badanie promieniowania charakterystycznego atomów π-mezonowych (mezoatomów π – atomów egzotycznych zawierających zamiast jednego elektronu mezon π).

    Miony to nietrwałe cząstki elementarne należące do kategorii leptonów. Występują w dwóch stanach ładunkowych (będących wzajemnie antycząstkami) μ i μ. Masa mionu wynosi 105,66 MeV/c², gdzie c - prędkość światła w próżni, okres połowicznego zaniku jest równy 1,5 mikrosekundy (średni czas życia τ=2,2×10 s). Rozpadają się najczęściej na elektron, antyneutrino elektronowe oraz neutrino mionowe (µ odpowiednio na pozyton, neutrino elektronowe i antyneutrino mionowe). Należą do drugiej generacji cząstek elementarnych i wykazują pokrewieństwo z elektronem, tzn. posiadają takie same własności co elektron, z wyjątkiem około 207 razy większej masy.Kaon (mezon K) – najlżejsza cząstka o niezerowej dziwności, mezon K jest bozonem o spinie 0. Antycząstką kaonu jest antykaon.

    Przypisy

    Bibliografia[]

    Dane pochodzą z biuletynu PDG.




    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Neutron (z łac. neuter – "obojętny") – cząstka subatomowa występująca w jądrach atomowych. Jest obojętny elektrycznie. Posiada spin ½.
    Atom egzotyczny – atom, w którym jedna lub więcej cząstek zostały zastąpione innymi cząstkami o tym samym ładunku. Na przykład atomy mionowe i atomy hadronowe to atomy, w których elektron jest zastąpiony inną ujemną cząstką. Do atomów egzotycznych należą również takie, w których jądro zastąpione jest inną cząstką dodatnią, na przykład pozytonium (elektron i pozyton), mionium (elektron i dodatni mion) oraz pionium (pion i mion), a także atomy z hiperjądrem.
    Promieniowanie charakterystyczne – linie spektralne atomów charakterystyczne dla danego pierwiastka, powstające po wybiciu elektronu z dolnych powłok elektronowych, gdy następuje przejście elektronu z wyższych powłok na wolne. Zjawisko związane jest z tym, że po wybiciu elektronu z niskiej powłoki (np. K lub L) następuje wzbudzenie atomu (atom bez elektronu z powłoki K ma większą energię niż z), które po pewnym czasie zanika w wyniku kaskadowego przejścia elektronów na niższe powłoki.
    Hideki Yukawa (jap. 湯川秀樹, Yukawa Hideki, ur. 23 stycznia 1907 w Tokio, zm. 8 września 1981) – fizyk teoretyczny, pierwszy Japończyk uhonorowany Nagrodą Nobla.
    Oddziaływanie słabe jest jednym z czterech oddziaływań uznanych za podstawowe. Przenoszone jest za pomocą jednej z trzech masywnych cząstek: bozonów naładowanych (W i W) oraz bozonu neutralnego (Z). Jest odpowiedzialne za rozpad beta i związaną z nim radioaktywność oraz za rozpad np. mionu i cząstek dziwnych. Siła oddziaływania słabego jest 10 razy mniejsza niż siła oddziaływania silnego. Jest zbyt słabe, by połączyć leptony w większe cząstki, tak jak oddziaływania silne łączą w hadronach kwarki.
    Czas połowicznego rozpadu (zaniku) (okres połowicznego rozpadu) - czas, w ciągu którego liczba nietrwałych obiektów lub stanów zmniejsza się o połowę. Czas ten, oznaczany symbolem T1/2, zgodnie z definicją musi spełniać zależność:
    Mówi się, że zjawisko jest chiralne jeśli nie jest identyczne jak jego lustrzane odbicie. Spin cząstki elementarnej moze byc użyty do definicji jej chiralności. Operacja symetrii między nimi to parzystość. Działanie parzystości na fermion Diraca jest nazywane symetrią chiralną.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.023 sek.