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Enunciado

Física - Tipler - Vol 3- Ed: 6º - Capítulo 41.1 - Ex. 35

  1. Quais são as condições necessárias para que uma partícula e sua antipartícula sejam idênticas?
  2. Encontre a combinação de quarks para as partículas π 0 e Ξ 0 , e suas respectivas antipartículas.
  3. Qual destas partículas é sua própria antipatrtícula?

Passo 1

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

Letra (a):

O número bariônico e o número leptônico são quantidades que precisam ser conservadas. Uma partícula e sua antipartícula devem ter números bariônicos e leptônicos que somados dão zero. Assim, para que uma partícula e sua antipartícula sejam idênticas, seu número bariônico e leptônico deve ser igual à zero. Isso significa que não pode ser um lépton ou um bárion, portanto, deve ser um méson. Ou seja, se cada quark em uma partícula for substituído por seu antiquark, a entidade resultante será a antipartícula da partícula.

Passo 2

Letra (b):

A combinação de quark para a partícula π 0 é uma combinação linear de u u - e d d - . E para a antipartícula π - 0 é uma combinação de u - u e d - d .

Já para a partícula Ξ 0 a combinação de quark é u s s e para sua antipartícula Ξ - 0 é u - s - s - .

Passo 3

Letra (c):

A partícula π 0 é um méson com quark que é a combinação linear de u u - e d d - . Então π 0   é sua própria antipartícula.

Porque Ξ 0 é um bárion, como explicado na letra (a), essa partícula não pode ser sua antipartícula.

Resposta

a )   O   n ú m e r o   b a r i ô n i c o   e   o   n ú m e r o   l e p t ô n i c o   s ã o   q u a n t i d a d e s   q u e   p r e c i s a m   s e r   c o n s e r v a d a s .  

U m a   p a r t í c u l a   e   s u a   a n t i p a r t í c u l a   d e v e m   t e r   n ú m e r o s   b a r i ô n i c o s   e   l e p t ô n i c o s   q u e   s o m a d o s   d ã o   z e r o .

  A s s i m ,   p a r a   q u e   u m a   p a r t í c u l a   e   s u a   a n t i p a r t í c u l a   s e j a m   i d ê n t i c a s ,   s e u   n ú m e r o   b a r i ô n i c o   e   l e p t ô n i c o

  d e v e   s e r   i g u a l   à   z e r o .   I s s o   s i g n i f i c a   q u e   n ã o   p o d e   s e r   u m   l é p t o n   o u   u m   b á r i o n ,   p o r t a n t o ,   d e v e   s e r   u m

  m é s o n .   O u   s e j a ,   s e   c a d a   q u a r k   e m   u m a   p a r t í c u l a   f o r   s u b s t i t u í d o   p o r   s e u   a n t i q u a r k ,   a   e n t i d a d e  

r e s u l t a n t e   s e r á   a   a n t i p a r t í c u l a   d a   p a r t í c u l a .

b )   P a r a   π 0 é   u m a   c o m b i n a ç ã o   l i n e a r   d e   u u -   e   d d - .  

E   p a r a   a   a n t i p a r t í c u l a   π - 0   d e   u - u   e   d - d .   P a r a   a   p a r t í c u l a   Ξ 0  

  é   u s s   e   p a r a   s u a   a n t i p a r t í c u l a   Ξ - 0   é   u - s - s - .

c )   π 0  

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