काओन: Difference between revisions

 

''काओन के साथ भ्रमित नहीं होना।''{{Infobox Particle

}}[[File:Kaon-Decay.svg|thumb|300px|काओन (<math>K^+</math>) का तीन पियोनों (2 π+, 1 π−) में क्षय एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें दुर्बल और प्रबल दोनों तरह की परस्पर क्रियाएं सम्मिलित होती हैं। दुर्बल अन्योन्य क्रियाएं: काओन का असामान्य प्रतिक्वार्क {{SubatomicParticle|W boson+}}बोसोन के उत्सर्जन द्वारा अप प्रतिक्वार्क (U) में परिवर्तित हो जाता है; {{SubatomicParticle|W boson+}} बोसॉन बाद में एक डाउन एंटीक्वार्क (d) और एक अप क्वार्क (u) में क्षय हो जाता है। प्रबल अन्योन्यक्रियाएँ: एक अप क्वार्क (u) एक ग्लूऑन (g) उत्सर्जित करता है जो एक डाउन क्वार्क (d) और एक डाउन प्रतिक्वार्क (d) में विघटित हो जाता है।]]कण भौतिकी में,  '''काओन''' (/'''keɪ.ɒn'''/), जिसे '''K मेसन''' भी कहा जाता है और K को चिह्नित किया जाता है,{{efn|Until the 1960s the positively charged kaon was formerly called τ⁺ or θ⁺, as it was believed to be two different particles. See the [[#Parity violation|§&nbsp;Parity violation]].}} चार मेसन के समूह में से कोई भी होता है जिसे विलक्षणता (कण भौतिकी) नामक क्वांटम संख्या से अलग किया जाता है। क्वार्क मॉडल में उन्हें एक स्ट्रेंज क्वार्क (असामान्य क्वार्क) या प्रतिक्वार्क और एक ऊपर या नीचे प्रतिक्वार्क (या क्वार्क) की बाध्य अवस्थाओं के रूप में समझा जाता है।

1947 में ब्रह्मांडीय किरणों में उनकी खोज के बाद से काओन मूलभूत अंतःक्रियाओं की प्रकृति पर जानकारी का एक प्रचुर स्रोत प्रमाणित हुए हैं। वे कण भौतिकी के मानक मॉडल की नींव स्थापित करने में आवश्यक थे, जैसे हैड्रॉन का क्वार्क मॉडल और क्वार्क मिश्रण का सिद्धांत (उत्तरार्द्ध को 2008 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार द्वारा स्वीकार किया गया था) है। मौलिक [[संरक्षण कानून (भौतिकी)|संरक्षण नियम (भौतिकी)]] की हमारी समझ में काओन ने एक विशिष्ट भूमिका निभाई है: [[सीपी उल्लंघन|आवेश संयुग्मन समरूपता]], ब्रह्मांड के देखे गए पदार्थ-प्रतिपदार्थ विषमता को उत्पन्न करने वाली एक घटना, 1964 में काओन प्रणाली में (जिसे 1980 में नोबेल पुरस्कार द्वारा स्वीकार किया गया था) खोजी गई थी। इसके अतिरिक्त, [[CERN|परमाणु अनुसंधान के लिए यूरोपीय परिषद]] में [[NA48 प्रयोग]] और [[Fermilab|फर्मी राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला]] में केटीवी प्रयोग द्वारा 2000 के दशक के प्रारंभ में काओन क्षय में प्रत्यक्ष आवेश संयुग्मन समरूपता की खोज की गई थी।

#{{SubatomicParticle|Kaon-}}, ऋणात्मक आवेशित (एक स्ट्रेंज क्वार्क एक अप क्वार्क युक्त) का द्रव्यमान {{val|493.677|0.013|u=MeV}} और औसत जीवनकाल {{val|1.2380|0.0020|e=-8|u=s}} है।

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

#{{SubatomicParticle|Kaon0}}, उदासीन रूप से आवेशित ( डाउन क्वार्क और एक असामान्य क्वार्क युक्त) में द्रव्यमान {{val|497.648|0.022|u=MeV}} होता है। इसमें {{val|-0.076|0.01|ul=fm2}} का औसत वर्गाकार त्रिज्या है।

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

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

|+ काओन के गुण

! class=unsortable|कण

! कण प्रतीक

! प्रतिकण

! class=unsortable | क्वार्क <br>घटक

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

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

! class=unsortable | सामान्यतया क्षय हो जाता है

(>5% क्षय)

| काओन<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>

| काओन<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-लघु<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;" | स्व

| K-दीर्घ<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;" | स्व

[[File:Quark structure kaon plus.svg|thumb|150x150px|काओन की क्वार्क संरचना (K⁺).]]

[*] लेख में उदासीन काओन पर नोट्स देखें मेसन्स की सूची, और उदासीन काओन मिश्रण, नीचे।<br>[§]^ प्रबल ईजेनअवस्था कोई निश्चित जीवनकाल नहीं (देखें उदासीन काओन मिश्रण) है।

[†]^ दुर्बल ईजेनअवस्था स्वरूप में छोटा सीपी-उल्लंघन करने वाला शब्द नहीं है (उदासीन काओन मिश्रण देखें)।

[‡]^ {{SubatomicParticle|link=yes|K-long0}} और {{SubatomicParticle|K-short0}} का द्रव्यमान {{SubatomicParticle|Kaon0}} के समान दिया गया है। हालांकि, यह ज्ञात है कि 3.5×10⁻⁶ eV/''c''² के क्रम में {{SubatomicParticle|link=yes|K-long0}} और {{SubatomicParticle|link=yes|K-short0}} के द्रव्यमान के बीच एक अपेक्षाकृत सूक्ष्म अंतर सम्मिलित है।<ref>https://en.wikipedia.org/wiki/Kaon#:~:text=c2%20exists.-,%5B4%5D,-Although%20the</ref><sup><br>हालांकि {{SubatomicParticle|Kaon0}} और इसके प्रतिकण {{SubatomicParticle|AntiKaon0}} सामान्य रूप से प्रबल बल के माध्यम से उत्पन्न होते हैं, वे दुर्बल बल का क्षय करते हैं। इस प्रकार, एक बार निर्मित होने के बाद दोनों को दो दुर्बल दुर्बल आइजेनअवस्थाओ के अध्यारोपण के रूप में अधिकतम माना जाता है, जिनके जीवन काल बहुत भिन्न होते हैं:

*लंबे समय तक रहने वाले उदासीन काओन को {{SubatomicParticle|K-long}} ("K-दीर्घ") कहा जाता है, मुख्य रूप से तीन पायन में क्षय होता है, और इसका औसत जीवनकाल 5.18×10⁻⁸ सेकेंड होता है।

*अल्पकालिक उदासीन काओन को {{SubatomicParticle|K-short}} (K-लघु), मुख्य रूप से दो पायन में क्षय होता है, और इसका औसत जीवनकाल होता है {{val|8.958|e=-11|u=सेकेंड}} होता है।[[File:Quark structure antikaon.svg|thumb|150x150px|प्रतिकॉन की क्वार्क संरचना (K^-).]](नीचे उदासीन काओन मिश्रण की चर्चा देखें।)

1964 में किया गया एक प्रायोगिक अवलोकन कि K-lदीर्घ संभव्यता ही कभी दो पायन में क्षय होता है, आवेश संयुग्मन समरूपता की खोज थी (नीचे देखें)।

 

{{SubatomicParticle|Kaon+}} के लिए मुख्य क्षय मोड:

:[[File:Quark structure neutral kaon.svg|thumb|150x150px|उदासीन काओन की क्वार्क संरचना (K⁰).]]

  ! परिणाम

  ! मोड

  ! [[Branching ratio|शाखा अनुपात]]

  | लेप्टोनिक

  | हैड्रोनिक

  | हैड्रोनिक

  | हैड्रोनिक

  | सेमीलेप्टोनिक

  | सेमीलेप्टोनिक

{{SubatomicParticle|Kaon-}} के लिए क्षय मोड उपरोक्त वाले के आवेश संयुग्मी हैं।

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

पायन की आंतरिक समता P = -1 है, और समता एक गुणात्मक क्वांटम संख्या है। इसलिए, दो मौलिक अवस्थाओ में अलग-अलग ( क्रमशः P = +1 और P = -1,) समता है। 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 परिशुद्ध 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 समस्या के रूप में जाना जाता था। दुर्बल अंतःक्रियाओं में समता उल्लंघन की खोज से ही इसे संशोधित किया गया था। चूंकि दुर्बल 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> जिसे अब {{SubatomicParticle|Kaon+}} कहा जाता है।

{{See also|विलक्षणता}}<blockquote>आंतरिक क्वांटम संख्या विलक्षणता के साथ हैड्रोन की खोज कण भौतिकी में एक सबसे रोमांचक युग के प्रारंभ 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></blockquote>काल्पनिक परमाणु मेसन की खोज करते समय, लुई लेप्रिन्स-रिंगुएट को 1944 में धनात्मक 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>

1947 में, जी.डी. रोचेस्टर और सी.सी. मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के बटलर ने ब्रह्मांडीय किरण-प्रेरित घटनाओं की दो [[बादल कक्ष|अभ्रकोष्ठ]] तस्वीरें प्रकाशित कीं, जिनमें से एक में दिखाया गया है कि एक उदासीन कण दो आवेशित पायन में क्षय हो रहा है, और एक आवेशित कण एक आवेशित पियॉन में क्षय हो रहा है और कुछ उदासीन दिखाई दे रहा है। नए कणों का अनुमानित द्रव्यमान बहुत स्थूल होता था, प्रोटॉन के द्रव्यमान का लगभग आधा होता है। इन V-कणों के और उदाहरण आने में मंद थे।

1949 में, सीएफ पॉवेल के ब्रिस्टल समूह में एक शोध छात्र रोज़मेरी ब्राउन (बाद में रोज़मेरी फाउलर) ने अपने 'K' पदांक को बहुत समान द्रव्यमान के एक कण द्वारा बनाया गया था जो तीन पियोनों में क्षय हो गया था।<ref name="Brown-Camerini-etal-1949" />{{rp|style=ama|p=82}} इसके कारण तथाकथित 'टाऊ-थीटा' समस्या उत्पन्न हुई: जो समान कण प्रतीत होते थे (अब {{SubatomicParticle|Kaon+}}) दो अलग-अलग तरीकों से क्षय हो गया, थीटा से दो पायन (समता +1) टाऊ से तीन पायन (समता −1) है।<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