काओन: Difference between revisions

{{Infobox Particle

}}[[File:Kaon-Decay.svg|thumb|300px| एक काओन का क्षय ({{SubatomicParticle|Kaon+}}) तीन प्याज में (2{{SubatomicParticle|Pion+}}, 1 {{SubatomicParticle|Pion-}}) एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें [[कमजोर अंतःक्रिया]] और मजबूत अंतःक्रिया दोनों शामिल हैं।

 

 

 

1947 में ब्रह्मांडीय किरणों में उनकी खोज के बाद से काओन मूलभूत अंतःक्रियाओं की प्रकृति पर जानकारी का एक प्रचुर स्रोत साबित हुए हैं। वे कण भौतिकी के [[मानक मॉडल]] की नींव स्थापित करने में आवश्यक थे, जैसे [[ हैड्रान ]] के क्वार्क मॉडल और सिद्धांत कैबिबो-कोबायाशी-मस्कावा मैट्रिक्स (उत्तरार्द्ध को 2008 में [[भौतिकी में नोबेल पुरस्कार]] द्वारा स्वीकार किया गया था)। मौलिक [[संरक्षण कानून (भौतिकी)]] की हमारी समझ में काओन ने एक विशिष्ट भूमिका निभाई है: [[सीपी उल्लंघन]], ब्रह्मांड के देखे गए पदार्थ-प्रतिपदार्थ विषमता को उत्पन्न करने वाली एक घटना, 1964 में काओन प्रणाली में खोजी गई थी (जिसे नोबेल पुरस्कार द्वारा स्वीकार किया गया था) 1980 में)। इसके अलावा, [[CERN]] में [[NA48 प्रयोग]] और [[Fermilab]] में KTeV प्रयोग द्वारा 2000 के दशक की शुरुआत में kaon क्षय में प्रत्यक्ष CP उल्लंघन की खोज की गई थी।

#{{SubatomicParticle|Kaon-}}, ऋणावेशित (एक अजीब क्वार्क और एक अप क्वार्क युक्त) में द्रव्यमान होता है {{val|493.677|0.013|u=MeV}} और औसत जीवनकाल {{val|1.2380|0.0020|e=-8|u=s}}.

#{{SubatomicParticle|Kaon+}} (उपर्युक्त का प्रति[[कण]]) सकारात्मक रूप से आवेशित (एक अप क्वार्क और एक स्ट्रेंज क्वार्क युक्त) ([[सीपीटी इनवेरिएंस]] द्वारा) द्रव्यमान और जीवनकाल के बराबर होना चाहिए {{SubatomicParticle|Kaon-}}. प्रायोगिक रूप से, द्रव्यमान अंतर है {{val|0.032|0.090|u=MeV}}, शून्य के अनुरूप; जीवन काल में अंतर है {{val|0.11|0.09|e=-8|u=s}}, शून्य के अनुरूप भी।

#{{SubatomicParticle|Kaon0}}, उदासीन रूप से चार्ज (एक डाउन क्वार्क और एक अजीब क्वार्क युक्त) में द्रव्यमान होता है {{val|497.648|0.022|u=MeV}}. इसका माध्य वर्गाकार आवेश त्रिज्या है {{val|-0.076|0.01|ul=fm2}}.

#{{SubatomicParticle|AntiKaon0}}, तटस्थ रूप से आवेशित (ऊपर का प्रतिकण) (जिसमें एक अजीब क्वार्क और एक डाउन क्वार्क होता है) का द्रव्यमान समान होता है।

जैसा कि क्वार्क मॉडल दिखाता है, असाइनमेंट्स कि काओन [[ समभारिक प्रचक्रण ]] के दो द्विक बनाते हैं; अर्थात्, वे [[SU(2)]] के [[मौलिक प्रतिनिधित्व]] से संबंधित हैं जिसे 2 कहा जाता है। विचित्रता के एक द्विक +1 में समाहित है {{SubatomicParticle|Kaon+}} और यह {{SubatomicParticle|Kaon0}}. एंटीपार्टिकल्स अन्य डबलट (विचित्रता -1) का निर्माण करते हैं।

|+ Properties of kaons

! class=unsortable|Particle<br/>name

! Particle <br>symbol

! Antiparticle <br>symbol

! class=unsortable | Quark <br>content

! [[Rest mass]]<br/>([[electron volt|MeV]]/[[speed of light|c]]²)

! [[Mean lifetime]] ([[second|s]])

! class=unsortable | Commonly decays to <br>(>5% of decays)

| Kaon<ref name=PDGKaon>{{cite web |author1=Zyla, P.A. |display-authors=etal |year=2020 |url=http://pdg.lbl.gov/2021/listings/rpp2021-list-K-plus-minus.pdf |title=Particle listings – {{SubatomicParticle|Kaon+-}} }}</ref>

| Kaon<ref name=PDGKaon0>{{cite web |author1=Zyla, P.A. |display-authors=etal |year=2020 |url=http://pdg.lbl.gov/2021/listings/rpp2021-list-K-zero.pdf |title=Particle listings – {{SubatomicParticle|Kaon0}} }}</ref>

| K-Short<ref name=PDGK-short>{{cite web |author1=Zyla, P.A. |display-authors=etal |year=2020 |url=http://pdg.lbl.gov/2021/listings/rpp2021-list-K-zero-S.pdf |title=Particle listings – {{SubatomicParticle|K-short0}} }}</ref>

| style="text-align:center;" | Self

| K-Long<ref name=PDGK-long>{{cite web |author1=Zyla, P.A. |display-authors=etal |year=2020 |url=http://pdg.lbl.gov/2021/listings/rpp2021-list-K-zero-L.pdf |title=Particle listings – {{SubatomicParticle|k-long0}} }}</ref>

| style="text-align:center;" | Self

^[*] लेख में मेसन की सूची देखें#न्यूट्रल काओन पर नोट्स मेसॉन की सूची, और #न्यूट्रल काओन मिक्सिंग, नीचे<br>

<sup>[§]</उप>{{note|strongforce}}मजबूत बल [[eigenstate]]। कोई निश्चित जीवनकाल नहीं (देखें #तटस्थ काओन मिश्रण)।<br>

हालांकि {{SubatomicParticle|Kaon0}} और इसके प्रतिकण {{SubatomicParticle|AntiKaon0}} आमतौर पर मजबूत बल के माध्यम से उत्पन्न होते हैं, वे कमजोर बल का क्षय करते हैं। इस प्रकार, एक बार निर्मित होने के बाद दोनों को दो कमजोर स्वदेशी राज्यों के सुपरपोज़िशन के रूप में बेहतर माना जाता है, जिनके जीवन काल बहुत भिन्न होते हैं:

1964 में किया गया एक प्रायोगिक अवलोकन कि K-longs शायद ही कभी दो प्याज़ों में क्षय होता है, CP उल्लंघन की खोज थी (नीचे देखें)।

आवेशित अजीब मेसन के लिए दो अलग-अलग क्षय पाए गए:

एक चपरासी की आंतरिक समता P= −1 है, और समता एक गुणात्मक क्वांटम संख्या है। इसलिए, दो अंतिम अवस्थाओं में भिन्न [[समता (भौतिकी)]] है (क्रमशः P=+1 और P=−1)। यह सोचा गया था कि प्रारंभिक अवस्थाओं में भी अलग-अलग समानताएँ होनी चाहिए, और इसलिए दो अलग-अलग कण होने चाहिए। हालांकि, तेजी से सटीक माप के साथ, द्रव्यमान और प्रत्येक के जीवन काल के बीच क्रमशः कोई अंतर नहीं पाया गया, यह दर्शाता है कि वे एक ही कण हैं। इसे τ-θ पहेली के रूप में जाना जाता था। यह समता (भौतिकी) की खोज से ही हल हो गया था # कमजोर अंतःक्रियाओं में समता उल्लंघन। चूंकि कमजोर अंतःक्रियाओं के माध्यम से मेसॉन का क्षय होता है, समता संरक्षित नहीं होती है, और दो क्षय वास्तव में एक ही कण के क्षय होते हैं,<ref>{{cite journal |last1=Lee |first1=T. D. |author-link1=Tsung-Dao Lee |last2=Yang |first2=C. N. |author-link2=Chen Ning Yang |title=कमजोर अंतःक्रियाओं में समता संरक्षण का प्रश्न|journal=[[Physical Review]] |date=1 October 1956 |volume=104 |number=1 |doi=10.1103/PhysRev.104.254 |page=254 |quote=One way out of the difficulty is to assume that parity is not strictly conserved, so that {{SubatomicParticle|Theta+}} and {{SubatomicParticle|Antitauon}} are two different decay modes of the same particle, which necessarily has a single mass value and a single lifetime.|bibcode = 1956PhRv..104..254L }}</ref> अब कहा जाता है {{SubatomicParticle|Kaon+}}.

<blockquote> आंतरिक क्वांटम संख्या विचित्रता के साथ हैड्रोन की खोज कण भौतिकी में एक सबसे रोमांचक युग की शुरुआत को चिह्नित करती है, जो अब भी, पचास साल बाद भी, अभी तक इसका निष्कर्ष नहीं निकला है ... और बड़े प्रयोगों ने विकास को संचालित किया है, और वह प्रमुख खोजें अप्रत्याशित रूप से या सिद्धांतकारों द्वारा व्यक्त की गई अपेक्षाओं के विरुद्ध भी हुईं। — बिगी और सांडा (2016)<ref>{{cite book |author1=Bigi, I.I. |author2=Sanda, A.I. |date=2016-10-06 |title=सीपी उल्लंघन|edition=5th |publisher=Cambridge University Press |series=Cambridge Monographs on Particle Physics, Nuclear Physics, and Cosmology |volume=28 |isbn=978-0-521-44349-4}}</ref></ब्लॉककोट>

काल्पनिक मेसन # इतिहास की खोज करते समय, [[लुई लेप्रिंस-रिंगुएट]] को 1944 में एक सकारात्मक रूप से आवेशित भारी कण के अस्तित्व का प्रमाण मिला।<ref name=":0">{{cite journal |last1=Degrange |first1=Bernard |last2=Fontaine |first2=Gérard |last3=Fleury |first3=Patrick |year=2013 |title=कॉस्मिक-रे भौतिकी में लुई लेप्रिंस-रिंगुएट के योगदान को ट्रैक करना|journal=Physics Today |lang=en |volume=66 |issue=6 |pages=8 |doi=10.1063/PT.3.1989 |bibcode=2013PhT....66f...8D |issn=0031-9228 |url=http://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.1989}}</ref><ref name=":1">{{cite conference |last=Ravel |first=Olivier |year=2012 |chapter=Early cosmic ray research in France |editor-last=Ormes |editor-first=Jonathan F. |title=Centenary Symposium 2012: Discovery of cosmic rays |location=Denver, Colorado |series=AIP Conference Proceedings |volume=1516 |pages=67–71 |publisher=[[American Institute of Physics]] |doi=10.1063/1.4792542 |bibcode=2013AIPC.1516...67R |isbn=978-0-7354-1137-1 |chapter-url=https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00841758}}</ref>

1949 में, रोज़मेरी ब्राउन (बाद में रोज़मेरी फाउलर), सी.एफ. में एक शोध छात्र। पावेल के ब्रिस्टल समूह ने उसके 'के' ट्रैक को देखा, जो बहुत समान द्रव्यमान के एक कण द्वारा बनाया गया था जो तीन पियोन में क्षय हो गया।<ref name=Brown-Camerini-etal-1949/>{{rp|style=ama|p=82}} इसके कारण तथाकथित 'ताऊ-थीटा' समस्या उत्पन्न हुई: जो समान कण प्रतीत होते थे (अब {{SubatomicParticle|Kaon+}}) दो अलग-अलग मोड में क्षय हुआ, थीटा टू टू टू पीयन्स (पैरिटी +1), ताऊ टू थ्री पाइन्स (पैरिटी −1)।<ref name=Brown-Camerini-etal-1949>{{cite journal |last1=Brown |first1=R. |last2=Camerini |first2=U. |last3=Fowler |first3=P.H. |last4=Muirhead |first4=H. |last5=Powell |first5=C.F. |last6=Ritson |first6=D.M. |year=1949 |title=Part&nbsp;2: Observations with electron-sensitive plates exposed to cosmic radiation |journal=[[Nature (journal)|Nature]] |volume=163 |issue=4133 |pages=82–87 |doi=10.1038/163082a0 |bibcode=1949Natur.163...82B |s2cid=12974912}}<br/>&emsp; note same issue: <br/>{{cite journal |author1=Brown |display-authors=etal |year=1949 |title=Part&nbsp;1 |journal=Nature |volume=163 |issue=4133 |pages=47–51|doi=10.1038/163047a0 |s2cid=4097342 }}</ref> इस पहेली का हल यह निकला कि कमजोर अंतःक्रिया समता का उल्लंघन करती है।

क्षय बेहद धीमा था; विशिष्ट जीवनकाल के क्रम के होते हैं {{val|e=-10|u=seconds}}. हालांकि, पियॉन-[[प्रोटॉन]] प्रतिक्रियाओं में उत्पादन समय के पैमाने के साथ बहुत तेजी से आगे बढ़ता है {{val|e=-23|u=s}}. इस बेमेल की समस्या को [[अब्राहम पेस]] द्वारा हल किया गया था, जिन्होंने स्ट्रेंजनेस (कण भौतिकी) नामक नए क्वांटम नंबर को पोस्ट किया था, जो मजबूत इंटरैक्शन में संरक्षित है लेकिन कमजोर इंटरैक्शन द्वारा उल्लंघन किया गया है। एक अजीब और एक अजीब विरोधी कण के एक साथ उत्पादन के कारण [[अजीब कण]] प्रचुर मात्रा में दिखाई देते हैं। जल्द ही यह दिखाया गया कि यह गुणनात्मक क्वांटम संख्या नहीं हो सकती है, क्योंकि इससे ऐसी प्रतिक्रियाएँ होंगी जो नए [[ सिंक्रोटॉन ]] में कभी नहीं देखी गई थीं जिन्हें 1953 में [[ब्रुकहैवन राष्ट्रीय प्रयोगशाला]] में और 1955 में [[लॉरेंस बर्कले प्रयोगशाला]] में कमीशन किया गया था।

=== न्यूट्रल काओन मिक्सिंग ===

इन दोलनों की सबसे पहले मुरैना गेल-मान और अब्राहम पेस ने मिलकर जांच की थी। उन्होंने विपरीत विचित्रता वाले राज्यों के सीपी-इनवेरिएंट समय विकास पर विचार किया। मैट्रिक्स नोटेशन में कोई लिख सकता है

जहां ψ प्रणाली की एक [[कितना राज्य]] है जो दो क्वांटम यांत्रिकी#आधार अवस्थाओं में से प्रत्येक में होने के आयाम द्वारा निर्दिष्ट है (जो समय t = 0 पर a और b हैं)। [[हैमिल्टनियन (क्वांटम यांत्रिकी)]] के विकर्ण तत्व (एम) मजबूत अंतःक्रियात्मक भौतिकी के कारण होते हैं जो विचित्रता का संरक्षण करते हैं। दो विकर्ण तत्वों को समान होना चाहिए, चूंकि [[कमजोर अंतःक्रिया]]ओं की अनुपस्थिति में कण और प्रतिकण का द्रव्यमान समान होता है। �