Kaone

I kaoni neutri secondo il Modello Standard sono costituiti da miscele simmetriche ed antisimmetriche delle combinazioni di quark down-antistrange e antidown-strange.

I kaoni carichi sono mesoni e si ritiene che hanno una composizione di quark up-antistrange per i kaoni positivi e antiup-strange per i kaoni negativi. Il tempo di decadimento è di circa 10^-8 secondi.

I tempi di decadimento di questo ordine di grandezza, indicano un decadimento per interazione debole. Nessuno dei prodotti di decadimento ha un quark strange, violando così la legge di conservazione della stranezza (strangeness) e non possono quindi procedere per interazione forte.

Descrivere i kaoni neutri è molto più complicato. Esistono due versioni di questa particella, con la stessa massa, ma con tempi di decadimento differenti. Il primo si chiama K-zero-breve, l'altro si chiama K-zero-lungo. Queste due particelle sono considerate come combinazioni di quark down-antistrange e antidown-strange rispetivamente. Dette particelle decadono in pioni tramite scambio di due bosoni W.

I kaoni neutri sono importanti, dal punto di vista storico, per il loro ruolo nell'avanzamento della comprensione dei processi che coinvolgono i quark. Quando vennero scoperti, alla fine degli anni 40, furono etichettati come "puzzle t-q". Le particelle sono identiche in massa, e l'unica cosa che apparentemente le differenziava era il processo di decadimento, e il fatto che i due differenti insiemi dei prodotti del decadimento, avevano parità diversa. Si era osservato che il decadimento di particelle per interazione elettromagnetica (o forte) conservava la parità nei suoi prodotti. I fisici teorici T. D. Lee e C. N. Yang proposero nel 1956, che la parità non dovesse essere conservata in caso di decadimento da interazione debole. Nel 1957, Chien-Shiung Wu mostrò questa violazione della conservazione della parità, nel decadimento beta del cobalto. Anche con la violazione della parità si pensava che la combinazione di coniugazione di carica e parità, avrebbe lasciato il sistema invariante (invarianza CP). Un esperimento di Cronin e Fitch del 1964 mostrò che esisteva una piccola violazione dell'invarianza CP nel decadimento del kaone, e così il kaone ha giocato un ruolo centrale nella discussione di queste simmetrie a partire da allora.

Quando Rochester e Butler scoprirono la versione breve del kaone neutro nel 1946, lo fecero osservando una caratteristica traccia a "V" in una camera a nebbia. Il kaone neutro non lascia tracce nella camera a nebbia, quindi la traccia a "V" del pione rivelava la sua presenza prima del decadimento.

Particella	Simbolo	Antiparticella	composizione	Massa a riposo MeV/c²	S	C	B	Vita media secondi
Kaone	K+	K-	${\displaystyle \mathrm {u{\bar {s}}} }$	493,7	+1	0	0	1,24×10-8
Kaone	${\displaystyle \mathrm {K_{S}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {K_{S}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {\frac {d{\bar {s}}-s{\bar {d}}}{\sqrt {2}}} }$	497,7	+1	0	0	0,89×10-10
Kaone	${\displaystyle \mathrm {K_{L}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {K_{L}^{0}} }$	${\displaystyle \mathrm {\frac {d{\bar {s}}+s{\bar {d}}}{\sqrt {2}}} }$	497,7	+1	0	0	5,2×10-8

Particle	Symbol	Anti- particle	Quark Makeup	Spin and parity	Rest mass MeV/c2	S	C	B	Mean lifetime s	Decays to	Notes
Charged Kaon	Template:SubatomicParticle	Template:SubatomicParticle	Template:SubatomicParticleTemplate:SubatomicParticle / Template:SubatomicParticleTemplate:SubatomicParticle	Pseudoscalar	493.7	+1	0	0	1.24×10-8	Template:SubatomicParticle + Template:SubatomicParticle or Template:SubatomicParticle + Template:SubatomicParticle
Neutral Kaon	Template:SubatomicParticle	Template:SubatomicParticle	Template:SubatomicParticleTemplate:SubatomicParticle / Template:SubatomicParticleTemplate:SubatomicParticle	Pseudoscalar	497.7	+1	0	0	weak decay		Strong eigenstate - no definite lifetime
K-Short	Template:SubatomicParticle	Template:SubatomicParticle	${\displaystyle \mathrm {\frac {d{\bar {s}}+s{\bar {d}}}{\sqrt {2}}} }$	Pseudoscalar	497.7	(*)	0	0	0.89×10-10	Template:SubatomicParticle + Template:SubatomicParticle or 2Template:SubatomicParticle	Weak eigenstate - makeup is missing small CP-violating term
K-Long	Template:SubatomicParticle	Template:SubatomicParticle	${\displaystyle \mathrm {\frac {d{\bar {s}}-s{\bar {d}}}{\sqrt {2}}} }$	Pseudoscalar	497.7	(*)	0	0	5.2×10-8	Template:SubatomicParticle + Template:SubatomicParticle + Template:SubatomicParticle	Weak eigenstate - makeup is missing small CP-violating term

Vedi anche:

• Lista delle particelle
• Bosoni pseudoscalari
• Bosone
• Mesone

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