Большая Советская Энциклопедия (КМ)
К-мезоны
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 спином I = 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-мезонов связано 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±+ p0 p±+ p—+ p+ p±+p0+p0 m±+p0+n e±+p0+n e±+n | 64 21 5,57 1,70 3,18 4,85 1,2-10-5 |
К0 | 498 | +1 —1 | | Распады на ~50% по схеме K0S и на ~50% по схеме и на K0L (см. табл. 2). |
Табл. 2.— Основные способы распада K
0S и K
0L Частица | Масса м | Время жизни t (сек) | Способы распада | Вероятность распада (в %) |
K0S | »mK0 | 0,86-10-10 | p++ p— p0+p0 | 68,7 31,3 |
K0L | »mK0 Разность масс: m KL — m Ks » 3-10-6 эв | 5,4-10-8 | p0+p0+p0 p++p—+p0 p±+m±+n p±+e±+n p++ p— p0+p0 g+ 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
0 менее вероятно, т.к. оно требует появления совместно с гипероном нескольких дополнительных К
+ или К
0. Поэтому медленные К
+, К
0 слабее взаимодействуют с веществом, чем , .
Слабые взаимодействия К-мезонов. Распады К-м. обусловлены слабым взаимодействием и происходят с изменением странности на 1 (в слабых взаимодействиях странность не сохраняется). Распады могут осуществляться различными способами и подчиняются эмпирическим правилам, определяющим изменение странности, изотопического спина адронов и пр. (см.
Отбора правила)
. В распадах К-м. не сохраняются пространственная и зарядовая чётности, что проявляется, например., в возможности распада как на 2 p-, так и на 3 p-мезона. Рисунок иллюстрирует процессы сильного и слабого взаимодействия К-м.
Специфические свойства нейтральных К-мезонов. Выше отмечалось, что К
0- и
-мезоны, отличаясь друг от друга значениями квантового числа странности, участвуют в процессах сильного взаимодействия как две различные частицы. Поскольку, однако, в процессах слабого взаимодействия, в частности в распадах К.-м., странность не сохраняется, оказываются возможными взаимные превращения K
0 Û
. Наличие таких переходов между частицей и античастицей, имеющими разные значения одного из квантовых чисел, характеризующих элементарные частицы, обусловливает специфические, уникальные свойства нейтральных К.-м. Для любых других частиц существование подобных переходов
запрещено строгими законами сохранения электрического или барионного заряда (а также, по-видимому, и
лептонного заряда для переходов нейтрино — антинейтрино). В вакууме благодаря переходам K
0 Û состояниями, имеющими определённую энергию и время жизни, будут не К
0 и , а две квантово-механических суперпозиции этих состояний. Эти суперпозиции соответствуют частицам с различными массами и различными временами жизни: долгоживущему K
0L- и короткоживущему K
0S-meзонам. Разность масс K
0S и K
0L обусловлена слабым взаимодействием, вызывающим переходы K
0 Û , и весьма мала. Время жизни и способы распада K
0S и K
0L указаны в. Таким образом, в то время как в процессах, вызываемых сильным взаимодействием, проявляются состояния К
0 и , обладающие определёнными значениями странности (сохраняющейся в сильном взаимодействии), в процессах слабого взаимодействия (в распадах) проявляются как частицы состояния K
0L и K
0S. Состояния K
0L и K
0S близки к суперпозициям состояний, которые называют K
01 и K
02: K
0s » K
01 = , K
0L » K
02 = , т. е. K
0L и K
0S приблизительно на 50% «состоят» из К
0 и на 50% — из . Аналогичным образом можно утверждать, что К
0 и приблизительно на 50% «состоят» из K
0S и на 50% — из K
0L тот факт, что состояния К
0 и представляют суперпозицию двух состояний K
0L и K
0S разными массами и временами жизни, приводит к появлению своеобразных осцилляций («биений»): К
0, возникая в результате сильного взаимодействия, на некотором расстоянии от точки рождения частично превращается за счёт слабого взаимодействия в и потому оказывается способным вызывать ядерные реакции, характерные для и запрещенные для К
0, например реакцию + р ® L
0 + p
+ (эффект Пайса — Пиччони). Др. своеобразное явление — так называемая регенерация короткоживущих K
0S-meзонов при прохождении через вещество долгоживущих K
0L-meзонов: на достаточно больших расстояниях от места образования пучка К
0 (или ) пучок состоит практически только из долгоживущих K
0L, т.к. короткоживущие K
0S распадаются раньше. Поэтому на таких расстояниях наблюдаются лишь распады, характерные для K
0L (). Казалось бы, K
0S не могут вновь появиться в пучке. Однако если пучок K
0L пропустить через слой вещества, то из-за различия во взаимодействиях с веществом К
0 и , составляющих K
0L, изменяется относительный состав пучка и в пучке K
0L появляется добавка K
0S с характерными для K
0S распадами. Комбинации K
01 и К
02 обладают определённой симметрией относительно операции комбинированной инверсии (
СР)
: при переходе от частиц к античастицам (операция зарядового сопряжения С) с одновременным пространственным отражением (операция Р) волновая функция, соответствующая состоянию K
01, остаётся неизменной, а волновая функция К
02 меняет знак. Поэтому состояние K
01 может распадаться на 2p (систему, обладающую теми же свойствами относительно операции СР, что и K
01), a K
02 не может. Поскольку вероятность распада на 2p значительно превышает вероятности др. способов (каналов) распада, большое различие во временах жизни долго- и короткоживущих К-м. считалось указанием на существование в природе симметрии относительно операции комбинированной инверсии, а состояния K
0L и K
0S отождествлялись с K
01 и К
02. Однако в 1964 было установлено, что долгоживущий К-м. с вероятностью приблизительно 0,2% распадается на 2p
. Это свидетельствует о нарушении СР-симметрии и об отличии состояний K
0L и K
0S от K
01 и К
02. Природа сил, нарушающих СР-симметрию, ещё не выяснена. Имеющиеся эксперимент. данные не противоречат возможности существования в природе особого «сверхслабого» взаимодействия, нарушающего симметрию
СР и проявляющегося в распадах нейтральных К-м.
Лит.: Марков М. А., Гипероны и К-мезоны, М., 1958; Далиц P., Странные частицы и сильные взаимодействия, пер. с англ., М., 1964; Окунь Л. Б., Слабое взаимодействие элементарных частиц, М., 1963; Ли Ц. и By Ц., Слабые взаимодействия пер. с англ., М., 1968; Газиорович С., Физика элементарных частиц, пер. с англ. М., 1969; Эдер Р. К., Фаулер Э. К., Странные частицы, пер. с англ., М., 1966.
С. С. Герштейн. Схематическое изображение фотографии, полученной в водородной пузырьковой камере, иллюстрирующее процессы сильного и слабого взаимодействий К-мезонов. В точке 1 за счёт сильного взаимодействия происходит реакция К
-+p®W
-+К
++К
0, в которой сохраняется странность. Распады образовавшихся частиц происходят в результате слабого взаимодействия с изменением странности на 1: К
0®p
++p
- (в точке 2); W
-®L
0+К
- (в точке 3); L
0®p+p
- (в точке 4); К
-®p
++p
-+p
- (в точке 5). Треки частиц искривлены, так как камера находится в магнитном поле. Пунктиром обозначены треки нейтральных частиц, не оставляющие следа в камере.
(обратно)
Кметы
Кме'ты, термин, широко распространённый в средние века у славянских народов и имевший различные значения. Первоначально К. назывались, по-видимому, свободные члены общины, племени. В древнерусских литературных памятниках («Слово о полку Игореве» и др.) К. — витязи, дружинники. В феодальной Болгарии и Сербии К. — сельские старосты; в Боснии и Чехии — иногда должностные лица, иногда отдельные категории крестьян; в Польше — зависимые крестьяне, имевшие полный надел; в Хорватии — редко вассалы, а обычно — зависимые крестьяне, в том числе и крепостные.
(обратно)
К-митоз
К-мито'з, одна из форм патологии митотического деления клетки, обусловленная повреждением
митотического аппарата. Впервые был описан при действии на клетки алкалоида колхицина. Подробнее см.
Митоз.
(обратно)
Оглавление
К-мезоныКметыК-митоз
Последние комментарии
17 минут 33 секунд назад
40 минут 15 секунд назад
40 минут 48 секунд назад
43 минут 28 секунд назад
53 минут 51 секунд назад
56 минут 32 секунд назад