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Enunciado

Física - Tipler - Vol 3- Ed: 6º - Capítulo 41.1 - Ex. 39

Considere a reação de partículas de alta energia: p + p → Λ 0 + K 0 + p + ( ? ) , onde (?) representa uma partícula desconhecida. Durante a reação, prótons em repouso são bombardeados com feixes de prótons de alta energia.

  1. Use as leis de conservação de número de carga, de número bariônico, de estranheza, e spin para determinar a partícula desconhecida.
  2. Calcule o valor Q para a reação.
  3. A energia cinética limiar K l i m , para a reação, é dada por K l i m = - 1 2 Q m p + m p + M 1 + M 2 + M 3 + M 4 / m p , onde M 1 , M 2 ,   M 3 ,   M 4 são as massas dos produtos da reação. Ache K l i m .

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vou ajudar você nessa aqui!

Letra (a):

Vamos começar pela carga:

+ 1 + 1 = 0 + 0 + 1 + Q

Q = 1

Agora número bariônico:

1 + 1 = 1 + 0 + 1 + B

B = 0

Estranheza:

0 + 0 = - 1 + 1 + 0 + S

S = 0

E por fim o spin:

+ 1 2 + 1 2 = + 1 2 + 0 + 1 2 + s

s = 0

Com essas propriedades a partícula que se encaixa é π + .

Passo 2

Letra (b):

O valor de Q é:

Q = 2 m p - M Λ 0 + M K 0 + M p + M π + c 2

Q = 2 . 938,3 M e V c 2 - 1116 + 497,7 + 938,3 + 139,6 M e V c 2 c 2

Q = - 815 M e V

Como Q < 0 essa reação é endotérmica.

Passo 3

Letra (c):

A energia limite é:

K = - Q 2 m p 2 m p + M Λ 0 + M K 0 + M p + M π +

K = - 815 2 938,3 ( 2.938,3 + 1116 + 497,7 + 938,3 + 139,6 ) M e V

K = 1984 M e V = 1,98 G e V

Resposta

a )   π +  

b ) - 815 M e V

c ) 1,98 G e V

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