Современная электронная библиотека ModernLib.Net

Большая Советская Энциклопедия (КМ)

ModernLib.Net / Энциклопедии / БСЭ / Большая Советская Энциклопедия (КМ) - Чтение (Весь текст)
Автор: БСЭ
Жанр: Энциклопедии

 

 


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 и массой приблизительно в 970 раз большей, чем масса электрона. К.-м. участвуют в ,т. е. являются адронами; они не имеют и обладают отличным от нуля значением квантового числа ( S) ,характеризующей их поведение в процессах, обусловленных сильным взаимодействием: у К +и К° S=+1, а у К -и  (являющихся К +, К°) S= —1. Совместно с 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. ) и рассматриваются как различные зарядовые состояния одной и той же частицы с 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-мезоновсвязано с работами большого числа учёных в различных странах. В 1947—51 в 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 ±+ np ±+ p 0p ±+ p —+ p +p ±+p 0+p 0m ±+p 0+ ne ±+p 0+ ne ±+ n 64 21 5,57 1,70 3,18 4,85 1,2-10 -5 К 0 498 +1 —1 Распады на ~50% по схеме K 0 Sи на ~50% по схеме и на K 0 L(см. табл. 2) .         Табл. 2.— Основные способы распада K 0 Sи K 0 L
Частица Масса м Время жизни t( сек) Способы распада Вероятность распада (в %) K 0 S »m K 0 0,86-10 -10 p ++ p —p 0+p 0 68,7 31,3 K 0 L »m K 0Разность масс: mK L— mK s» 3-10 -6 эв 5,4-10 -8 p 0+p 0+p 0p ++p —+p 0p ±+m ±+ np ±+e ±+ np ++ p —p 0+p 0g+ 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 ,t-мезоны, распадающиеся на три p-мезона, и др. Значит. прогресс в изучении этих частиц начался с 1954, когда их удалось получать с помощью .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. ) .Изучение распадов К-м. дало первые сведения о несохранении в пространственной и зарядовой чётности, а также о нарушении комбинированной чётности (см. , , ) .
         Сильные взаимодействия К-мезонов.Наличие у К-м. отличной от нуля странности Sнакладывает (из-за сохранения Sв 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. ) .
        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 0менее вероятно, т.к. оно требует появления совместно с гипероном нескольких дополнительных К +или К 0.
        Поэтому медленные К +, К 0слабее 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. ) .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 0Ы .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 для переходов нейтрино — антинейтрино).
        В вакууме благодаря переходам K 0Ы  состояниями, имеющими определённую энергию и время жизни, будут не К 0и , а две квантово-механических суперпозиции этих состояний. Эти суперпозиции соответствуют частицам с различными массами и различными временами жизни: долгоживущему K 0 L- и короткоживущему K 0 S-meзонам. Разность масс K 0 Sи K 0 Lобусловлена слабым взаимодействием, вызывающим переходы K 0Ы , и весьма мала. Время жизни и способы распада K 0 Sи K 0 Lуказаны в.
        Таким образом, в то время как в процессах, вызываемых сильным взаимодействием, проявляются состояния К 0и , обладающие определёнными значениями странности (сохраняющейся в сильном взаимодействии), в процессах слабого взаимодействия (в распадах) проявляются как частицы состояния K 0 Lи K 0 S. Состояния K 0 Lи K 0 Sблизки к суперпозициям состояний, которые называют K 0 1и K 0 2:
      K 0 s» K 0 1= ,
      K 0 L» K 0 2= ,
        т. е. K 0 Lи K 0 Sприблизительно на 50% «состоят» из К 0и на 50% — из . Аналогичным образом можно утверждать, что К 0и  приблизительно на 50% «состоят» из K 0 Sи на 50% — из K 0 Lтот факт, что состояния К 0и  представляют суперпозицию двух состояний K 0 Lи K 0 Sразными 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 0 S-meзонов при прохождении через вещество долгоживущих K 0 L-meзонов: на достаточно больших расстояниях от места образования пучка К 0(или ) пучок состоит практически только из долгоживущих K 0 L, т.к. короткоживущие K 0 Sраспадаются раньше. Поэтому на таких расстояниях наблюдаются лишь распады, характерные для K 0 L(). Казалось бы, K 0 Sне могут вновь появиться в пучке. Однако если пучок K 0 Lпропустить через слой вещества, то из-за различия во взаимодействиях с веществом К 0и , составляющих K 0 L, изменяется относительный состав пучка и в пучке K 0 Lпоявляется добавка K 0 Sс характерными для K 0 Sраспадами.
        Комбинации K 0 1и К 0 2обладают 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 0 1, остаётся неизменной, а волновая функция К 0 2меняет знак. Поэтому состояние K 0 1может распадаться на 2p (систему, обладающую теми же свойствами относительно операции СР, что и K 0 1), a K 0 2не 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 0 Lи K 0 Sотождествлялись с K 0 1и К 0 2. 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 0 Lи K 0 Sот K 0 1и К 0 2. Природа сил, нарушающих СР-симметрию, ещё не выяснена. Имеющиеся эксперимент. данные не противоречат возможности существования в природе особого «сверхслабого» взаимодействия, нарушающего симметрию СРи 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.

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.

К-митоз

       К-мито'з,одна из форм патологии митотического деления клетки, обусловленная повреждением .Впервые был описан при действии на клетки алкалоида колхицина. Подробнее см. .