logo
Материалы III семестра / Курс физики

§ 271. Мезоны и их свойства

С. Пауэлл (1903—1969; английский физик) с сотрудниками, подвергая на большой высоте ядерные фотоэмульсии действию космических лучей (1947), обнаружили ядер­но-активные частицы — так называемые -мезоны (от греч. «мезос» — средний), илипионы. В том же году пионы были получены искусственно в лабораторных условиях при бомбардировке мишеней из Be,С и Сu-частицами, ускоренными в синхроциклот­роне до 300 МэВ.-Мезоны сильно взаимодействуют с нуклонами и атомными ядрами и, по современным представлениям, обусловливают существование ядерных сил.

Существуют положительный (+), отрицательный (–) (их заряд равен элементар­ному зарядуе) и нейтральный (0) мезоны. Масса+-и–-мезонов одинакова и равна273,1meмасса0-мезона равна 264,1me. Все пионы нестабильны: время жизни соответ­ственно для заряженных и нейтрального -мезонов составляет 2,610–8и 0,810–16с.

Распад заряженных пионов происходит в основном по схемам

(271.1)

(271.2)

где мюоны испытывают дальнейший распад по рассмотренным выше схемам (270.1) и (270.2). Из схем распада (271.1) и (271.2) следует, что спины заряженных -мезонов должны быть либо целыми (в единицах ), либо равны нулю. Спины заряженных-мезонов, по ряду других экспериментальных данных, оказались равными нулю.

Нейтральный пион распадается на два -кванта:

Спин 0-мезона, так же как и спин+-мезона, равен нулю.

Исследования в космических лучах методом фотоэмульсий (1949) и изучение реак­ций с участием частиц высоких энергий, полученных на ускорителях, привели к от­крытию К-мезонов,иликаонов, — частиц с нулевым спином и с массами, приблизите­льно равными 970me. В настоящее время известно четыре типа каонов: положительно заряженный (К+),отрицательно заряженный (К–) и два нейтральных ( и ). Время жизниK-мезонов лежит в пределах10–8—10–10с в зависимости от их типа.

Существует несколько схем распада K-мезонов. Распад заряженныхK-мезонов происходит преимущественно по схемам

Распад нейтральных K-мезонов в основном происходит по следующим схемам (в порядке убывания вероятности распада):