Enunciado

Um méson η 0 em repouso decai formando três mésons π . a) Quais são as combinações possíveis de π 0 , π + e π - dos produtos do decaimento? b) Calcule a energia cinética total dos mésons π .

Passo 1

a) Como o méson η 0 é neutro, a combinação das cargas dos mésons pi que foram produzidos devem ser sempre neutras. Então as únicas combinações possíveis são

π + π - π 0

π 0 π 0 π 0

Já que em um caso só tem mésons pi neutros e no outro, a carga do positivo se cancela com a do negativo.

Passo 2

b) A energia cinética será o valor da diferença entre as massas dos produtos, os 3 mésons pi, e a massa do méson η 0 , a questão é que as combinações da letra (a) possuem massa diferente, e precisaremos calcular cada uma separado. Primeiro vamos começar com os três mésons pi neutros:

∆ m = m η 0 - 3 m π 0

Substituindo na equação de energia:

E = ∆ m c 2

∆ m = E / c 2

E / c 2 = m η 0 - 3 m π 0 = 1 42 , 3   M e V / c 2

A energia cinética será K = 142,3   M e V para essa combinação de mésons pi

E para o caso em que dois mésons pi possuem cargas:

E / c 2 = m η 0 - m π - - m π + - m π 0

= 133,1   M e V / c 2

Ou seja, K = 133,1   M e V .

Resposta

a )   π + π - π 0

π 0 π 0 π 0

b )   142,3   M e V

133,1   M e V

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