Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Кванттық бөлшек
Quantum particle
Бөлшектер физикасында, kaon ('/k//eɪ//.//ɒ//n/), сондай-ақ K мезоны деп аталады және белгіленеді , - бұл кванттық санмен, яғни «ерекшелікпен» ерекшеленетін төрт мезоннан тұратын топтың кез келген мүшесі. Кварк моделінде олар таңғажайып кварк (немесе антикварк) пен жоғары немесе төмен антикварк (немесе кварк) байланысқан күйлері ретінде түсіндіріледі. Каондар 1947 жылы ғарыш сәулелерінде табылғаннан бері фундаменталды өзара әрекеттесулердің табиғаты туралы маңызды мәліметтердің мол көзі болып табылады. Олар бөлшектер физикасының Стандартты моделінің негіздерін қалыптастыруда, мысалы, адрондардың кварк моделі мен кварктардың араласу теориясын құруда маңызды рөл атқарды (соңғысы 2008 жылы физика саласындағы Нобель сыйлығымен мойындалды). Каондар фундаменталды сақталу заңдарын түсінуде ерекше рөл атқарды: CP бұзылуы, ғаламның байқалатын материя-антиматерия асимметриясын тудыратын құбылыс, 1964 жылы каон жүйесінде ашылды (бұл 1980 жылы Нобель сыйлығымен мойындалды). Сонымен қатар, 2000 жылдардың басында ЦЕРН-дегі NA48 эксперименті мен Фермилабтағы KTeV эксперименті каонның ыдырауында CP-нің тікелей бұзылуын анықтады.
In particle physics, a kaon ('/k//eɪ//.//ɒ//n/), also called a K meson and denoted , is any of a group of four mesons distinguished by a quantum number called strangeness. In the quark model they are understood to be bound states of a strange quark (or antiquark) and an up or down antiquark (or quark). Kaons have proved to be a copious source of information on the nature of fundamental interactions since their discovery in cosmic rays in 1947. They were essential in establishing the foundations of the Standard Model of particle physics, such as the quark model of hadrons and the theory of quark mixing (the latter was acknowledged by a Nobel Prize in Physics in 2008). Kaons have played a distinguished role in our understanding of fundamental conservation laws: CP violation, a phenomenon generating the observed matter–antimatter asymmetry of the universe, was discovered in the kaon system in 1964 (which was acknowledged by a Nobel Prize in 1980). Moreover, direct CP violation was discovered in the kaon decays in the early 2000s by the NA48 experiment at CERN and the KTeV experiment at Fermilab.
Тарих
Ішкі кванттық саны "жұмбастылық" бар адрондардың табылуы бөлшектер физикасының ең қызықты кезеңін бастады, және бұл кезеңнің соңы, тіпті елу жыл өткен соң да, әлі толыққанды табылған жоқ. Көптеген тәжірибелер дамуға ықпал етті, ал маңызды жаңалықтар күтпеген жерден немесе тіпті теоретиктердің болжамдарына қайшы келіп туды. — Биги және Санда (2016)
The discovery of hadrons with the internal quantum number "strangeness" marks the beginning of a most exciting epoch in particle physics that even now, fifty years later, has not yet found its conclusion by and large experiments have driven the development, and that major discoveries came unexpectedly or even against expectations expressed by theorists. — Bigi & Sanda (2016)
Гипотетикалық ядролық мезонды іздеу кезінде Луи Лепринс Ринге 1944 жылы оң зарядталған, ауыр бөлшектің бар екенін көрсететін деректер тапты. 1947 жылы Манчестер университетінен Г.Д. Рочестер мен К.С. Батлер ғарыштық сәулелердің әсерінен туған құбылыстардың екі бұлтты камерадағы суретін жариялады. Бірінде бейтарап бөлшек екі зарядталған пионға ыдырайтын сияқты көрінді, ал екіншісінде зарядталған бөлшек зарядталған пион мен бейтарап нәрсеге ыдырайтын болды. Жаңа бөлшектердің массасы шамамен есептелді, ол шамамен бір протон массасының жартысына тең еді. Осы "V бөлшектерінің" басқа мысалдары көп уақыттан кейін табылды. 1949 жылы К.Ф. Пауэллдің Бристоль тобындағы зерттеуші Розмари Браун (кейін Розмари Фаулер) үш пионға ыдырайтын, одан да ұқсас массадағы бөлшектен жасалған "k" іздерін анықтады. Бұл жұмбақтың шешімі – әлсіз өзара әрекеттесулер паритетті сақтамайды екендігі болды. Алғашқы табыс Калтехте болды, онда бұлтты камера ғарыштық сәулелерге көбірек ұшырау үшін Маунт-Уилсон тауына көшірілді. 1950 жылы 30 зарядталған және 4 бейтарап "V бөлшегі" туралы хабарланды. Осыған шабыттанған ғалымдар келесі бірнеше жыл бойы тауларда көптеген байқаулар жасады, ал 1953 жылға қарай мынадай терминология қолданыла бастады: "L мезон" – мюон немесе зарядталған пион үшін; "K мезон" – пион мен нуклон арасындағы массадағы бөлшек. Лепринс Ринге нуклоннан ауыр кез келген бөлшекті білдіретін, қазірге дейін қолданылып келе жатқан "гиперон" терминін енгізді. K2 массасы үш пион массасының қосындысынан сәл ғана үлкен болғандықтан, бұл ыдырау өте баяу жүреді, K1 екі пионға ыдырауына қарағанда 600 есе баяу. Леон Ледерман және оның әріптестері 1956 жылы осы екі түрлі ыдырау жолын байқады, бұл бейтарап каондардың екі әлсіз өзіндік күйінің (әлсіз күш арқылы ыдырау кезінде белгілі бір өмір сүру ұзақтығына ие күйлер) бар екенін анықтады. Бұл екі әлсіз өзіндік күйлер (K ұзын, τ) және (K қысқа, θ) деп аталады. Сол кезде қабылданған CP симметриясы, = K1 және = K2 екенін білдіреді.
While looking for the hypothetical nuclear meson, Louis Leprince Ringuet found evidence for the existence of a positively charged heavier particle in 1944. In 1947, G. D. Rochester and C. C. Butler of the University of Manchester published two cloud chamber photographs of cosmic ray induced events, one showing what appeared to be a neutral particle decaying into two charged pions, and one which appeared to be a charged particle decaying into a charged pion and something neutral. The estimated mass of the new particles was very rough, about half a proton's mass. More examples of these "V particles" were slow in coming. In 1949, Rosemary Brown (later Rosemary Fowler), a research student in C. F. Powell's Bristol group, spotted her 'k' track, made by a particle of very similar mass that decayed to three pions. The solution to this puzzle turned out to be that weak interactions do not conserve parity. The first breakthrough was obtained at Caltech, where a cloud chamber was taken up Mount Wilson, for greater cosmic ray exposure. In 1950, 30 charged and 4 neutral "V particles" were reported. Inspired by this, numerous mountaintop observations were made over the next several years, and by 1953, the following terminology was being used: "L meson" for either a muon or charged pion; "K meson" meant a particle intermediate in mass between the pion and nucleon. Leprince Rinquet coined the still used term "hyperon" to mean any particle heavier than a nucleon. Since the mass of K2 is just a little larger than the sum of the masses of three pions, this decay proceeds very slowly, about 600 times slower than the decay of K1 into two pions. These two different modes of decay were observed by Leon Lederman and his coworkers in 1956, establishing the existence of the two weak eigenstates (states with definite lifetimes under decays via the weak force) of the neutral kaons. These two weak eigenstates are called the (K long, τ) and (K short, θ). CP symmetry, which was assumed at the time, implies that = K1 and = K2.
Асқыну
Бастапқыда таза сәуле тарағанда антибөлшекке , айналады, ол бастапқы бөлшекке , қайта айналады, және т.б. Бұл бөлшектердің тербелісі деп аталады. Лептондарға әлсіз ыдырауды байқағанда, әрқашан позитронға ыдырайтыны, ал антибөлшегі электронға ыдырайтыны анықталды. Алдыңғы талдау, таза және оның антибөлшегінен шығатын электрон мен позитрон өндірісінің жылдамдығы арасындағы қатынасты көрсетті. Бұл жартылай лептондық ыдыраудың уақытқа тәуелділігін талдау тербеліс құбылысын көрсетті және мен арасындағы масса айырмасын анықтауға мүмкіндік берді. Бұл әлсіз өзара әрекеттесулерге байланысты, сондықтан өте кішкентай – әр күйдің массасынан 10−15 есе кем, атап айтқанда.
An initially pure beam of will turn into its antiparticle, , while propagating, which will turn back into the original particle, , and so on. This is called particle oscillation. On observing the weak decay into leptons, it was found that a always decayed into a positron, whereas the antiparticle decayed into the electron. The earlier analysis yielded a relation between the rate of electron and positron production from sources of pure and its antiparticle Analysis of the time dependence of this semileptonic decay showed the phenomenon of oscillation, and allowed the extraction of the mass splitting between the and Since this is due to weak interactions it is very small, 10−15 times the mass of each state, namely
Қайта жаңғыру
Бейтарап каондық сәуле ұшу кезінде ыдырайды, нәтижесінде қысқа ғұмырлы каондар жоғалып, тек ұзақ ғұмырлы каондардан тұратын сәуле қалады. Егер бұл сәуле материядан өтіп өтелсе, онда каон және оның антибөлшегі ядролармен әртүрлі әрекеттеседі. Каон нуклондармен квазиэластикалық шашырауға түседі, ал оның антибөлшегі гиперондарды жасай алады. Екі бөлшектің арасындағы кванттық когеренттілік екі компоненттің жеке-жеке қатысатын әртүрлі өзара әрекеттесулерінен жоғалады. Содан шығатын сәуледе каондар мен антикаондардың әртүрлі сызықтық суперпозициялары болады. Мұндай суперпозиция – каондар мен антикаондардың қоспасы; нейтралды каон сәулесін материядан өткізу арқылы каондар қайта жаңғыртылады. Регенерацияны Оресте Пикчиони және оның әріптестері Лоренс Беркли ұлттық зертханасында байқады. Содан кейін Роберт Адер және оның әріптестері каондардың артық регенерациясын хабарлады, осылайша осы тарихтың жаңа тарауы ашылды.
A beam of neutral kaons decays in flight so that the short lived disappears, leaving a beam of pure long lived If this beam is shot into matter, then the and its antiparticle interact differently with the nuclei. The undergoes quasi elastic scattering with nucleons, whereas its antiparticle can create hyperons. Quantum coherence between the two particles is lost due to the different interactions that the two components separately engage in. The emerging beam then contains different linear superpositions of the and Such a superposition is a mixture of and ; the is regenerated by passing a neutral kaon beam through matter. Regeneration was observed by Oreste Piccioni and his collaborators at Lawrence Berkeley National Laboratory. Soon thereafter, Robert Adair and his coworkers reported excess regeneration, thus opening a new chapter in this history.