Enunciado
Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 44.2 - Ex. 21
21. Use as leis de conservação e as tabelas e para ídentificar a partícula nas seguintes reações, que são mediadas pela interação forte: (a) ; (b) ; (c) .
Passo 1
a) Bom! Antes de mais nada, que reação mais extensa, né não. E pra quê aquele tanto de próton ali, se estamos trabalhando com conservação de carga. O que acha de excluirmos ele?
É uma boa! Para analisar as propriedades do nosso , podemos ignorar um próton de cada lado da reação e escrever a reação de uma forma mais simples:
Sendo assim, se a reação foi mediada pela interação forte; é porque obviamente a mesma carga nos reagente é igual à dos produtos. Como o próton tem carga e a partícula lambda é neutra; logo temos que a carga de vai ser dada por:
Em relação ao spin, o próton tem spin e a partícula lambda tem spin . Sendo assim, o spin de ou vai ser ou vai ser .
Voltando nossas atenções pro número bariônico, agora; temos que como o número bariônico do próton e da partícula lambda são iguais a , então o número bariônico de será:
E por último, para obter a estranheza; sabendo que a estranheza do próton é e a estranheza da partícula lambda é ; basta fazer o cálculo:
Assim, obtemos que a partícula é um méson de carga e estranheza . E ao consultar a Tabela , vemos que se trata da partícula .
Passo 2
b) Como o próton tem spin , o antipróton tem spin e o nêutron tem spin , em consequência disso a partícula vai ter spin .
Já quando o assunto é a carga, temos que como o próton tem carga , o antipróton vai ter carga oposta, isto é, e o nêutron todo mundo já tá cansado de saber que tem carga . Sendo assim a carga da partícula vai ser:
E em relação ao número bariônico, temos que o valor do próton e do nêutron é e o número bariônico do antipróton é . Desse jeito, o número bariônico da partícula vai ser, ao fazer mos o cálculo:
Quanto a estranheza, temos que como a estranheza do próton, do antipróton e do nêutron é igual a , a estranheza da partícula é igual a 0. Com esses valores, ao consultar a Tabela 44-3, vemos que se trata de um antinêutron .
Passo 3
c) Como o píon e a partícula têm spin e o próton e a partícula têm spin , o spin da partícula é ou . Quanto à carga, como o píon tem carga , o próton tem carga e as partículas e têm carga , a carga da partícula é .
Voltando a atenção pro número bariônico agora, temos que o número bariônico do píon e da partícula é e o número bariônico do próton e da partícula é . Logo, o número bariônico da partícula vai ser igual a .
Como a estranheza do píon e do próton é , a estranheza da partícula é e a estranheza da partícula é , a estranheza da partícula para que ocorra a conservação, deve ser .
Assim, ao consultar a tabela , vemos que o nosso em questão, é a partícula .
Resposta
a)
b)
c)