(a) Members of the baryon decuplet typically decay after
seconds into a lighter baryon (from the baryon octet) and a meson (from the pseudo-scalar meson octet). Thus, for example,
. List all decay modes of this form for the
,
, and
. Remember that these decays must conserve charge and strangeness (they are strong interactions).
(b) In any decay, there must be sufficient mass in the original particle to cover the masses of the decay products. (There may be more than enough; the extra will be
(b) In any decay, there must be sufficient mass in the original particle to cover the masses of the decay products. (There may be more than enough; the extra will be
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Estamos lidando com decaimentos de partículas da dezena de bárions que se transformam em um bárion mais leve (da octa de bárions) e um méson (da octa de mésons pseudo-escalar). Precisamos listar todos os modos de decaimento possíveis para as partículas
,
e
, garantindo que a carga e a estranheza sejam conservadas, já que são interações fortes. Vamos precisar saber as cargas e os números de estranheza dessas partículas para resolver isso.
Passo 2
Vamos começar com o
. Sabemos que ele tem uma carga de -1 e geralmente não possui estranheza (S = 0). Queremos encontrar um bárion mais leve e um méson que, juntos, mantenham a carga e a estranheza constantes.
Passo 3
Para o
, os possíveis bárions mais leves são o nêutron (
) e o próton (
). Como estamos lidando com
, que tem carga -1, o decaimento mais provável é:
Aqui, o nêutron tem carga 0 e o
Passo 4
Agora, vamos para o
. Supondo que seja
, que tem carga 0 e estranheza -1. Precisamos encontrar um bárion mais leve com estranheza -1 e um méson que mantenha a carga zero.
Passo 5
O bárion mais leve com estranheza -1 é o
ou o
. Vamos considerar o decaimento com o
:
Aqui, a
Passo 6
Por fim, vamos para o
. Supondo que seja
, que tem carga -1 e estranheza -2. Precisamos de um bárion com estranheza -2 e um méson que mantenha a carga total em -1.
Passo 7
O bárion mais leve com estranheza -2 é o
. Então, o decaimento seria:
Aqui, o
Resposta
As possíveis modalidades de decaimento são: