K-мезоны

Известно 4 различных K-мезона с примерно одинаковыми массами.
K⁺(u), m(K⁺) = 493.677 МэВ;
K^-(s), m(K^-) = 493.677 МэВ;
K⁰(d), m(K⁰) = 493.672 МэВ;
K⁰(s), m(K⁰) = 493.672 МэВ.
Так же как и π-мезоны, K-мезоны имеют спин J = 0 и отрицательную четность

J^P(K⁺, K^-, K⁰, K⁰) = 0^-.

Время жизни K-мезонов 10^-8-10^-10 с.
K-мезоны распадаются за счет слабого взаимодействия. Как объединить K-мезоны в изотопические мультиплеты? Изоспины K-мезонов можно определить из анализа сильных распадов барионов с образованием K-мезонов в конечном состоянии. Так нуклонный резонанс
N(1650) распадается на Λ-гиперон и K-мезон

N(1650) Λ(1116) + K⁺(493.7).

У N(1650) изоспин I = 1/2, у Λ(1116) I = 0. Так как распад происходит в результате сильного взаимодействия, сохраняющего изоспин, следует, что изоспин K⁺-мезона I(K⁺) = 1/2.
Диаграмма Фейнмана распада N(1650)-резонанса показана на рис.1.

a027_1.gif (1208 bytes)
Рис. 1. Распад N(1650)-резонанса

Аналогично установлены значения изоспинов для остальных K-мезонов

I(K⁺, K^-, K⁰, K⁰) = 1/2.

K-мезоны объединены в два изотопических дублета:

K⁺(I = 1/2, I_z = +1/2), K⁰(I = 1/2, I_z = -1/2);
K^-(I = 1/2, I_z = -1/2), K⁰(I = 1/2, I_z = +1/2).

В таблице приведены каналы распада K⁺-мезона и их относительные вероятности.

Каналы распада K⁺-мезона	Относительные вероятности распада %
⁺ν_μ	63.5
e⁺ν_e	1.5·10^-5
π⁺π⁰	21.16
π⁺π⁺π⁻	5.59
π⁺π⁰π⁰	1.73
π⁰⁺ν_μ	4.82
π⁰e⁺ν_e	2.1·10^-5
π⁺π^-e⁺_e	3.91·10^-5
π⁺π^-μ⁺ν_μ	1.4·10^-5
μ⁺ν_μe⁺e⁻	1.3·10^-7

Так же как и в случае распадов π-мезонов подавление каналов распада e⁺ν_e по сравнению с ⁺ν_μ происходит из-за того, что в слабых распадах рождаются левополяризованные летоны и правополяризованные антилептоны. На рис.2 приведены диаграммы Фейнмана для некоторых распадов K⁺-мезона.

K⁺ π⁺π⁰
K⁺ μ⁺ν_μ
K⁺ π⁰μ⁺ν_μ
Рис. 2. Диаграммы Фейнмана распадов K⁺-мезона

Ситуацию с K⁰ и K⁰обсудим отдельно.

16.11.15