Étrangeté des particules élémentaires

Samapan

Étrangeté des particules élémentaires


Quelle est la propriété, dont la violation a conduit à l’hypothèse d’étrangeté? Avant la découverte de l’étrangeté, était-il supposé que les particules produites par des interactions fortes ne pouvaient se désintégrer que par des interactions fortes? Mais la découverte de particules comme les kaons et les baryons a montré qu’elles étaient générées par une forte interaction mais se décomposaient par une faible interaction. Est-ce la propriété que l’on appelle l’étrangeté?

Réponses


 OON

Il existe six types (saveurs) de quarks dans le monde. les quarks u et d sont les plus légers et les protons, les neutrons et les mésons légers (c’est-à-dire les hadrons qui vivent longtemps) sont composés de ces deux. Le prochain quark – s-quark de « étrange quark », est beaucoup plus lourd (95 MeV par rapport à ~ 2 MeV et ~ 5 MeV pour u et d respectivement)

L’interaction électromagnétique et forte conserve la saveur. Cela signifie que, par exemple, si le s-quark rayonne ou absorbe le photon ou le gluon, il reste le s-quark. Ainsi, s’il n’y avait pas d’interaction faible, le quark s (ou plus correctement, le hadron le plus léger qui en a un constituant) serait stable et ne se désintégrerait jamais simplement parce qu’il n’y aurait aucun processus pour fournir une telle désintégration.

Vous pouvez introduire la loi de conservation du nombre de s-quarks. C’est ce nombre conservé qui est appelé « étrangeté ». Si vous heurtez les particules de lumière avec suffisamment d’énergie, vous pouvez produire la paire s-quark – anti-s-quark. Ainsi, vous pourriez produire les paires (pour conserver une étrangeté totale nulle) de ces hadrons lourds avec s-quark qui ne se désintégreraient cependant jamais d’eux-mêmes.

Dans le monde réel, il y a une faible interaction qui change la saveur, c’est-à-dire que le s-quark peut irradier le boson W et se transformer en u-quark. L’interaction faible permet à tous les hadrons (sauf le proton) de se désintégrer à travers de nouveaux processus et pour votre question « était-il supposé que les particules produites par des interactions fortes ne peuvent se désintégrer que par des interactions fortes? » la réponse est ferme NON – l’interaction faible a été découverte exactement dans les désintégrations des hadrons. Plus important pour nous maintenant est que l’interaction faible fournit le seul mécanisme de désintégration des hadrons avec s-quark en hadrons plus légers sans s-quark.

Cependant, parce que l’interaction faible est, eh bien, les hadrons faibles avec le quark s se désintègrent beaucoup plus lentement que les hadrons de masse comparable mais sans s-quark. Dans les années 50, bien sûr, personne ne connaissait les quarks et c’est à cause de cette surprenante particularité que les hadrons avec le s-quark étaient appelés « étranges ».

 

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