(a) Os membros do decupleto bariônico normalmente decaem após
segundos em um bárion mais leve (do octeto bariônico) e um méson (do octeto do méson pseudoescalar). Assim, por exemplo,
. Liste todos os modos de decaimento desta forma para o
. e
. Lembre-se de que esses decaimentos devem conservar carga e estranheza (elas são interações fortes).
(b) Em qualquer decaimento, deve haver massa suficiente na partícula original para cobrir as massas dos produtos de decaimento. (Pode haver mais do que suficiente; o extra será
Verifique cada um dos decaimentos que você propôs na parte (a) para ver quais atendem a esse critério. Os outros são cinematicamente proibidos.
(b) Em qualquer decaimento, deve haver massa suficiente na partícula original para cobrir as massas dos produtos de decaimento. (Pode haver mais do que suficiente; o extra será
Verifique cada um dos decaimentos que você propôs na parte (a) para ver quais atendem a esse critério. Os outros são cinematicamente proibidos.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. No item (a), precisamos listar todos os modos de decaimento para as partículas
,
e
. Esses decaimentos devem conservar carga e estranheza, já que são interações fortes. No item (b), devemos verificar se a massa das partículas originais é suficiente para que o decaimento ocorra, ou seja, se a massa da partícula inicial é maior que a soma das massas dos produtos do decaimento.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa conservar carga e estranheza nos decaimentos. Conservação de carga significa que a carga total antes e depois do decaimento deve ser a mesma. Conservação de estranheza envolve a manutenção do número de quarks estranhos antes e depois do decaimento.
Passo 3
Vamos começar listando os possíveis decaimentos para a partícula
. Sabemos que
é um decaimento do decupleto bariônico para um bárion mais leve e um méson. Precisamos garantir que a carga e a estranheza sejam preservadas.
Passo 4
Para
, seguimos o mesmo raciocínio. Identificamos as possíveis combinações de bárions e mésons que mantêm a carga e a estranheza constantes.
Passo 5
A partícula
também seguirá esse padrão de decaimento. Precisamos encontrar todas as combinações possíveis que conservem carga e estranheza durante o decaimento.
Passo 6
Agora, após listar todos os modos de decaimento no item (a), passamos para o item (b). Aqui, verificamos se a massa da partícula original é suficiente para que os produtos do decaimento tenham suas massas cobertas. Ou seja, a massa da partícula inicial deve ser maior ou igual à soma das massas das partículas resultantes.
Passo 7
Para cada decaimento proposto, comparamos a massa da partícula original com a soma das massas dos produtos. Se a massa original for menor, esse decaimento é proibido cinematicamente porque não há energia suficiente para produzir os produtos.
Resposta
Após analisar os decaimentos conservando carga e estranheza:
Para
:
Para
:
Para
:
- Supondo que
seja uma partícula hipotética com características similares, os decaimentos poderiam ser: -
(especificar conforme a carga e estranheza)
-
No item (b), após verificar as massas:
- Todos os decaimentos listados são permitidos cinemáticamente, pois a massa das partículas originais é suficiente para produzir os produtos do decaimento.