Enunciado

Calcule a energia cinética limite necessária para a reação π - + p → Σ 0 + K 0 se um feixe de π - incide sobre um próton em repouso. A partícula K 0 possui massa igual a 497,7   M e V / c 2 .

Passo 1

Vamos usar a equação de energia disponível para o caso de colisão entre duas partículas com uma em repouso:

E a 2 = 2 M c 2 E m + M c 2 2 + m c 2 2

Onde M   vai ser a massa da partícula em repouso, que nesse caso é o próton e m a massa do méson π - :

E a 2 = 2 m p c 2 E m + m p c 2 2 + m π - c 2 2

Sabemos que a energia disponível é dada pela soma das massas de cada partícula:

E a = m p + m c 2

E que a energia mínima é a energia da partícula do feixe:

E m = m π - c 2 + K

Ou seja, a energia cinética do movimento dela no feixe mais a energia de repouso do méson π - , que é a energia cinética limite que estamos procurando.

Passo 2

Juntando tudo na equação:

m p + m c 2 2 = 2 M c 2 m π - c 2 + K + M c 2 2 + m c 2 2

Isolando K :

K = m p + m c 2 2 - m π - c 2 2 - m p c 2 2 2 m p c 2 - m π - c 2

Substituindo cada valor:

K = 1193   M e V + 497,7   M e V 2 - 139,6   M e V 2 - 938,3   M e V 2 2 ( 938,3   M e V ) - 139,6   M e V

K = 904   M e V

Essa é a energia cinética limite.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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