π-Мезоны являются членами одного изоспинового триплета I = 1,
π+(I = 1, I3 = +1), π−(I = 1, I3 = -1),π0(I = 1, I3 = 0)
Основные характеристики -мезонов приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Частица. | Масса (МэВ) |
Кварковый состав. |
Спин I, чётность P, IP |
Изоспин | Проекция изоспина I3 |
Среднее время жизни с |
---|---|---|---|---|---|---|
π+ π− π0 |
139.57 139.57 134.977 |
u d u - d |
0- 0- 0- |
1 1 1 |
+1 -1 0 |
2.6·10-8 c 2.6·10-8 c 8.4·10-17 c |
π-мезоны имеют спин I = 0 и отрицательной
внутренней чётностью P, IP = 0-
Т.к. π-мезон является положительно
заряженной частицей, он должен распадаться на лёгкие заряженные лептоны е+
или +
и соответствyющие нейтрино νe(νμ). Этот распад происходит
в результате слабого взаимодействия, поэтому π+(π−)-мезон
имеет характерные для слабого взаимодействия среднее время жизни
τ = 2.6·10-8 c. В табл. 2 приведены различные каналы распада
π+-мезона и их относительные вероятности
Таблица 2.
Каналы распада π+-мезона |
Относительная вероятность распада %. |
μ+νμ | 99.988 |
μ+νμγ | 2.9·10-4 |
e+e | 1.2·10-4 |
e+e | 1.6·10-7 |
e+e | 1.0·10-8 |
e+ee+e− | 3.2·10-9 |
Так как π+
и
π- являются частицей и
античастицей, они имеют одинаковые времена жизни и зарядово-сопряженные каналы
распада.
π0-Мезон имеет нулевой
электрический заряд, поэтому он распадается в результате электромагнитного
взаимодействия на два гамма-кванта. Это объясняет его малое по сравнению с
заряженными пионами время жизни (8.4·10-17 c). В табл. 3 приведены
каналы распада π0-мезона и
их относительные вероятности
Таблица 3.
Каналы распада π0-мезона |
Относительная вероятность распада %. |
2γ | 98.798 |
e+e−γ | 1.198 |
e+e−e+e− | 3.14·10-5 |
e+e− | 6.2·10-8 |
16.11.15