Enunciado
Física - Eisberg e Resnick - Física quântica- Ed: 1º - Capítulo 17.Problemas - Ex. 17
A - Por que é proibido o decaimento do méson em dois mésons ?
B – Supondo que o dêuteron incidente tenha energia suficiente, por que é que a reação não é permitida?
C – Por que o decaimento de um méson em um e um não é possível? O que impede a reação de ocorrer quando o nêutron pertencer a um dêuteron?
Passo 1
Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!!
A - Um mesón não pode decair em dois mesóns devido a considerações de paridade. O mesão tem paridade ímpar e, portanto, os dois mesões devem ter uma paridade ímpar líquida também (uma vez que a reação ocorreria pela força forte, que conserva a paridade). Cada um dos mesóns tem uma paridade ímpar intrínseca, o que dá uma paridade par entre eles. No entanto, também há paridade do movimento dos mesóns em relação uns aos outros, que também deve ser ímpar para que a reação prossiga. Mas se a paridade dos mesóns em relação uns aos outros for ímpar, isso significa que eles estão em um estado antissimétrico. Mas dois mesóns idênticos não existem em estados antissimétricos por serem bósons.
Passo 2
B - Mesmo que tenha energia suficiente para prosseguir, a reação não é permitida devido à simetria de reversão do tempo (que é conservada em reações fortes). Isto é, embora seja teoricamente permitida para os deutérios se combinem em um núcleo de hélio e para que o píon neutro carregue o momento e a energia necessários para conservar essas quantidades, a reação reversa do píon neutro quebrando o núcleo de hélio não pode ocorrer. Isso porque uma partícula precisa atingir o núcleo do hélio para quebrá-lo em dois deutérios, mas o píon só interage com o campo dos núcleons, não diretamente com os núcleons. Além disso, o píon é geralmente usado para mediar a troca de identidade (como visto no próton, o espalhamento de nêutrons) não a quebra de um sistema.
Passo 3
C - A decadência de um não é permitida por causa da conservação do leptão. Em todas as reações (fortes, fracas, eletromagnéticas), o número de leptões é conservado. O não é um leptão (tendo, portanto, um número leptônico 0), enquanto o é um leptão (dando, portanto, um número leptônico 1). Como o caso não é um leptão, então seu número de leptão também é 0.
Um lado da reação tem um número leptônico 0 e o outro lado tem um número leptônico 1, o número leptônico não é conservado e, portanto, não pode ocorrer um mesón.
Passo 4
D - A reação , não ocorre quando o nêutron faz parte de um deutério porque isso causaria a ruptura do sistema de dois núcleos. As reações que levam a uma maior instabilidade de um sistema não são permitidas para ocorrer naturalmente. Se o nêutron decaísse em um próton (e elétron e antineutrino), o deutério se transformaria em um dipróton e não há estados estáveis para um dipróton (uma vez que a energia do sistema seria maior do que a ligação de energia para um sistema de dois núcleos), e, portanto, decairia imediatamente. Como a decadência em um próton levaria à quebra do sistema, não é permitido que ocorra.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)