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

, ) частицы с нулевым

спином: page_105-261и массой приблизительно в 970 раз большей, чем масса электрона. К.-м. участвуют в

сильных взаимодействиях: page_102-155,т. е. являются адронами; они не имеют

барионного заряда: page_097-190и обладают отличным от нуля значением квантового числа

странности: page_106-635(

S)

,характеризующей их поведение в процессах, обусловленных сильным взаимодействием: у К

и К° S=+1, а у К

и  (являющихся

античастицами: page_063-048К

, К°)

S= —1. Совместно с

гиперонами: page_010-552К.-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.

Изотопическая инвариантность: page_052-049)

и рассматриваются как различные зарядовые состояния одной и той же частицы с

изотопическим спином: page_052-052I =/

. 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

, p

)

и h

-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

космических лучах: page_065-142было 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

  Табл. 2.— Основные способы распада K

и K

Это были так называемые q-мезоны, распадающиеся на два

пи-мезона: page_089-094,t-мезоны, распадающиеся на три p-мезона, и др. Значит. прогресс в изучении этих частиц начался с 1954, когда их удалось получать с помощью

ускорителей заряженных частиц: page_114-616.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.

Элементарные частицы: page_126-244)

.Изучение распадов К-м. дало первые сведения о несохранении в

слабых взаимодействиях: page_103-116пространственной и зарядовой чётности, а также о нарушении комбинированной чётности (см.

Чётность: page_122-181,

Зарядовое сопряжение: page_044-118,

Комбинированная инверсия: page_063-219)

.

 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

, 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.

Гипероны: page_010-552)

.

 Поскольку все гипероны имеют отрицательную странность, они легче рождаются в процессах, вызванных К

и , чем в процессах, вызванных К

и К

. Например, возможна реакция  + р ® L

+ p

,тогда как реакция К

+ р ® L

+ p

запрещена законом сохранения странности в сильных взаимодействиях (здесь р — протон, L

— гиперон). Рождение гиперонов в пучках К

, К

менее вероятно, т.к. оно требует появления совместно с гипероном нескольких дополнительных К

или К

.

  Поэтому медленные К

, К

слабее 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.

Отбора правила: page_085-625)

.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

- 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

Ы

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

лептонного заряда: page_069-755для переходов нейтрино — антинейтрино).

  В вакууме благодаря переходам K

Ы  состояниями, имеющими определённую энергию и время жизни, будут не К

и , а две квантово-механических суперпозиции этих состояний. Эти суперпозиции соответствуют частицам с различными массами и различными временами жизни: долгоживущему K

- и короткоживущему K

-meзонам. Разность масс K

и K

обусловлена слабым взаимодействием, вызывающим переходы K

Ы , и весьма мала. Время жизни и способы распада K

и K

указаны в.

  Таким образом, в то время как в процессах, вызываемых сильным взаимодействием, проявляются состояния К

и , обладающие определёнными значениями странности (сохраняющейся в сильном взаимодействии), в процессах слабого взаимодействия (в распадах) проявляются как частицы состояния K

и K

. Состояния K

и K

близки к суперпозициям состояний, которые называют K

и K

:

K

» K

= ,

K

» K

= ,

  т. е. K

и K

приблизительно на 50% «состоят» из К

и на 50% — из . Аналогичным образом можно утверждать, что К

и  приблизительно на 50% «состоят» из K

и на 50% — из K

тот факт, что состояния К

и  представляют суперпозицию двух состояний K

и K

разными массами и временами жизни, приводит к появлению своеобразных осцилляций («биений»): К

, 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

, например реакцию  + р ® L

+ p

(эффект Пайса — Пиччони). Др. своеобразное явление — так называемая регенерация короткоживущих K

-meзонов при прохождении через вещество долгоживущих K

-meзонов: на достаточно больших расстояниях от места образования пучка К

(или ) пучок состоит практически только из долгоживущих K

, т.к. короткоживущие K

распадаются раньше. Поэтому на таких расстояниях наблюдаются лишь распады, характерные для K

(). Казалось бы, K

не могут вновь появиться в пучке. Однако если пучок K

пропустить через слой вещества, то из-за различия во взаимодействиях с веществом К

и , составляющих K

, изменяется относительный состав пучка и в пучке K

появляется добавка K

с характерными для K

распадами.

  Комбинации K

и К

обладают 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

, остаётся неизменной, а волновая функция К

меняет знак. Поэтому состояние K

может распадаться на 2p (систему, обладающую теми же свойствами относительно операции СР, что и K

), a K

не 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

и K

отождествлялись с K

и К

. 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

и K

от K

и К

. 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

, в которой сохраняется странность. Распады образовавшихся частиц происходят в результате слабого взаимодействия с изменением странности на 1: К

®p

+p

(в точке 2); W

®L

+К

(в точке 3); L

®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

митотического аппарата: page_077-016.Впервые был описан при действии на клетки алкалоида колхицина. Подробнее см.

Митоз: page_077-015.