From Wikipedia, the free encyclopedia
Pionit eli -mesonit ovat mesoneihin kuuluvia hiukkasia. Pioneita on kolme erilaista, jotka eroavat toisistaan sähkövarauksen osalta, ja niitä kuvaavat symbolit ovat π0, π+ ja π−. Ne ovat mesoneista keveimpiä ja niillä ennustetaankin olevan suuri vahvan vuorovaikutuksen vaikutusala. [2]
Pioni | |
---|---|
Symboli | π0, π+ ja π− |
Rakenne |
π0: (dd+uu)/√2 π+: ud π−: ud |
Perhe | Bosoni |
Ryhmä | Mesoni |
Vuorovaikutus | Vahva vuorovaikutus |
Löydetty teoreettisesti | 1935, Hideki Yukawa |
Löydetty | 1947, Cecil Powell |
Massa |
π0: 134,9766(6) MeV/c2 π±: 139,57018(35) MeV/c2 [1] |
Elinaika |
π0: (8,4 ± 0,6)ˑ10−17 s π±: (2,6033 ± 0,0005)ˑ10−18 s |
Sähkövaraus |
π0: 0 π±: ±e |
Spin | 0 |
Pionit kuuluvat muiden mesonien tavoin hadroneihin. Nykyisen käsityksen mukaan pionit koostuvat yhdestä kvarkista ja yhdestä antikvarkista.
Pionien olemassaolon ennusti japanilainen hiukkasfyysikko Hideki Yukawa vuonna 1935, jolloin hän esitti idean vahvaa vuorovaikutusta välittävästä hiukkasesta, jota nykyään kutsutaan pioniksi. [3] [4] Ensimmäinen kokeellinen todiste pionin olemassaolosta löydettiin, kun vuonna 1947 brittiläinen ydinfyysikko Cecil Powell Bristolin yliopistosta alaisineen suoritti korkeaenergisen kosmisen säteilyn tutkimusta ydinreaktion valokuvausmenetelmällä. [5] He havaitsivat π+- ja π−-pionit. Myöhemmin havaittiin π0-pionit hiukkaskiihdytinkokeissa.
Koska pionit koostuvat kvarkeista, ne kuuluvat hadroneista muodostuvaan ”hiukkasperheeseen”. Pionit kuuluvat mesoneihin, sillä ne koostuvat yhdestä kvarkista ja yhdestä antikvarkista, kun taas toinen hadronien ryhmä, baryonit, muodostuu kolmesta kvarkista. Pionien spinluku on nolla, joten ne kuuluvat myös bosoneihin.
Pionien elinaika on melko lyhyt, ja ne hajoavat nopeasti heikon vuorovaikutuksen johdosta muiksi hiukkasiksi. Yleisimmin pioni hajoaa myoniksi ja sen antineutriinoksi tai antimyoniksi ja myonin neutriinoksi. π+- ja π−-pionien säteilyä voidaan kuvata hajoamisyhtälöillä [6]
missä on myoni, antimyoni, myonin neutriino ja myonin antineutriino.
Harvinaisempi hajoamismoodi π+- ja π−-pioneille on hajoaminen elektroniksi ja tämän antineutriinoksi tai positroniksi ja elektronin neutriinoksi. Tällaista hajoamista kuvataan yhtälöillä
missä on elektorni, positroni, elektronin neutriino ja elektronin antineutriino.
Neutraali pioni π0 hajoaa muiksi hiukkasiksi sähkömagneettisen vuorovaikutuksen takia. Yleisin neutraalin pionin hajoamismoodi on siroaminen kahdeksi fotoniksi [1]
missä on fotoni.
Harvinaisempi neutraalin pionin hajoamismoodi on säteily elektroniksi, positroniksi ja fotoniksi:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.