Piono

Piono aŭ pi-mezono estas familio de elementaj partikloj ($\pi ^{0}$, $\pi ^{+}$ kaj $\pi ^{-}$), malkovrita en 1947. Pionoj estas plej malmultepezaj mezonoj.

Ecoj

Spino de pionoj estas nula. Ili konsistas el paro de kvarko kaj kontraŭkvarko de unua generacio. u kaj kontraŭ-d kvarkoj formas $\pi ^{+}$-mezonon, kaj ĝia kontraŭpartiklo $\pi ^{-}$-mezono konsistas el d kaj kontraŭ-u kvarkoj. Elektre neŭtralaj kombinaĵoj "u kaj kontraŭ-u" kaj "d kaj kontraŭ-d" povas ekzisti nur kiel kvantuma superpozicio, ĉar ambaŭ kombinaĵoj havas saman aron de kvantumaj nombroj. La plej energie nebezona stato de tia superpozicio estas la $\pi ^{0}$-mezono, kiu estas pure neŭtrala partiklo (t.e. estas kontraŭpartiklo por si mem, kiel fotono).

Mezonoj $\pi ^{+}$ kaj $\pi ^{-}$ havas mason 139,6 MeV/c² kaj duoniĝtempon de 2,6 × 10⁻⁸ sek. Plej ĉefa vojo de disfalo estas al muono kaj muona neŭtrino aŭ kontraŭneŭtrino:

$\pi ^{+}\to \mu ^{+}+\nu _{\mu }\,$

$\pi ^{-}\to \mu ^{-}+{\bar {\nu }}_{\mu }\,$

Mezono $\pi ^{0}$ havas malpli grandan mason 135,0 MeV/c² kaj ege malpli grandan duoniĝtempon - nur 8,4 × 10⁻¹⁷ sek. Plej ofte ĝi disfalas al du fotonoj:

$\pi ^{0}\to 2\gamma \,$

Historio de malkovro

En teoria verko de Jukava Hideki de jaro 1935 ekzistis predikto de ekzisto de partikloj, kiuj transdonas fortajn interagojn - mezonoj. Unue Jukava proponis terminon mezotrono, sed Werner Heisenberg, kies patro estis instruisto pri greka lingvo rimarkis ke vorto mezono pli ĝustas. En 1936 Carl David Anderson trovis tiajn partilojn en kosmaj radioj, kaj tiuj estas muono. Sed nun oni scias, ke muono ne estas mezono, ĉar ĝi ne konsistas el kvarkoj.

En 1947 grupo de esploristoj gvidata far Cecil Frank Powell trovis partiklon pli grandan ol muono. Ĉar tiam ankoraŭ ne ekzistis partiklaj akceliloj, la sola objekto de esploro estis kosma radiado. Powell kaj aliaj studis ĝin per fotografia plateto, levita al granda alto per balono. Post kiam la balono landiĝis, en fotografia emulsio oni trovis markoj de ŝargitaj partikloj, inter kiuj estis pionoj. Ambaŭ Jukava kaj Powell ricevis Nobelpremion por siaj malkovroj.

La neŭtrala piono $\pi ^{0}$ estis pli malfacila por malkovri, ĉar ĝi estas elektre neŭtrala kaj do ne lasa markojn en fotoemulsio. Nur en 1950 oni devenis ĝian ekziston laŭ produktoj de disfalo.

Teoria priskribo

Nuntempe laŭ kvantuma kolordinamiko oni kredas ke forta nuklea forto estas transdonita per gluonoj. Sed oni povas krei teorion de interagoj inter nukleonoj laŭ kiu la forto estas transdonita per pionoj (t.n. Sigma-modelo. Kvankam nun oni scias, ke tia teorio povas esti ĝusta nur en limita diapazono de energioj, ĝi povas ege simpligi kalkulojn kaj doni imageblajn modelojn por procedoj. Ekzemple, fortoj de interago transdonitaj per piono oni povas facile priskribi per potencialo de Jukava.

Ligoj

• Eksperimentaj ecoj de ŝargitaj kaj neŭtralaj pinoj en paĝaro de Particle Data Group, angle.