Pión

Tri typy pionov

Existujú tri typy pionov: π⁺ , π^– a π⁰ . Označenie +, - alebo 0 v písmene π jednoducho označuje náboj piónu. π⁺ sa skladá z jedného kvarku nahor a jedného antikvarku nadol. π^- sa skladá z jedného kvarku nadol a jedného antikvarku nahor. Keďže antičastice majú opačný náboj, π⁺ je kladný, pretože up kvark má náboj +2/3 a down antikvark (normálne down kvarky majú náboj -1/3) má náboj +1/3. Opačné tvrdenie platí pre π^– . π⁰ môže byť tvorený jedným up kvarkom a up antikvarkom alebo jedným down kvarkom a jedným down antikvarkom.

Nosiče síl

Nosiče síl sú častice, ktoré sú zodpovedné za sily, ako je napríklad elektromagnetizmus. Tak ako sa predpokladá, že fotóny sú zodpovedné za elektromagnetickú silu, predpokladá sa, že mezóny sú zodpovedné za niektoré interakcie silnej sily s nižšou energiou, ktoré sa vyskytujú medzi nukleónmi. (Silná sila je známa aj ako jadrová sila). Na ešte menšej úrovni sa predpokladá, že gluóny sú zodpovedné za interakcie silnej sily medzi kvarkami. Keďže sú však tvorené najľahšími kvarkami (hore a dole), piony sú najľahšie mezóny. To znamená, že (s výnimkou π⁰ ) patria aj k najdlhšie žijúcim mezoňom. Ako všetky mezóny sa však nakoniec rozpadnú alebo sa rozpadnú.

Pionový rozpad

Pri rozpade piónov vždy vznikajú leptóny, napríklad elektróny. π⁺ sa zvyčajne rozpadá na jeden mión a jedno neutríno. π^– sa zvyčajne rozpadne na jeden antimion a jedno mionové antineutríno. Neutrálne pióny -π⁰ - sa zvyčajne rozpadajú na dva vysokoenergetické fotóny.

Iné formy rozpadu piónu

S rozpadom niektorých pionov je však spojená určitá pravdepodobnosť (od <,1 % do 1,2 %), pretože sa môžu rozpadnúť aj na iné formy. V prípade π⁺ , druhým najpravdepodobnejším produktom rozpadu je jeden pozitrón (antielektrón) a jedno elektrónové neutríno. π^– sa niekedy rozpadne na jeden elektrón a jedno elektrónové antineutríno. π⁰ sa niekedy rozpadne na jeden vysokoenergetický fotón, jeden elektrón a jeden pozitrón. (Nezabudnite, že pozitróny a elektróny môžu navzájom anihilovať a pri tejto anihilácii vzniká vysokoenergetický fotón).

Rozpad v dôsledku slabej sily

Keďže rozpad piónov je spôsobený slabou silou, zavádza sa ďalší nositeľ sily. Počas rozpadu vzniká bozón W ⁺, ktorý trvá 3x10⁻²⁵ sekúnd. Po tomto neuveriteľne krátkom čase sa W⁺ bozón rozpadne na leptóny, na ktoré by sa pion prirodzene rozpadol. Je však dôležité urobiť tento rozdiel, pretože zahŕňa slabú silu.