كاون

الكاون(kaon) في فيزياء الجسيمات أو K-Mesonen هو جسيم أولي من عائلة البوزونات، وينتسب إلى مجموعة الميزونات، بالمشاركة مع البيونات، أوجده العلماء معمليا، يوجد منه 4 أنواع. تحتوي الكاونات على الكوارك المسمى الغريب (strange) أو الكوارك المضاد له كذلك، وهي مثلها مثل الميزونات يمكن أن تأخذ الشحنة الموجبة أو السالبة أو أن تكون متعادلة، وهي أيضاً تتميز بعمر قصير جداً قبل أن تتحول إلى جسيمات أخرى. يحتوي كل كاون على كوارك خفيف u- أو d وعلى كوارك مضاد متوسط الكتلة من نوع "غريب" Strange-Anti-Quark ${\bar {s}}$ أو جسيم مضاد لكل منها. الكوارك-غريب و الكوارك-غريب المضاد يجعلان الكاونات ميزونات خفيفة ذات صفة "غرابة" Strangness.

طبقا لتلك الخصائص يمكن تنظيم الكاونات في حالتين من ايزوسبين Isospin مزدوج :

	K-Anti-Mesonen		K-Mesonen
	$K^{-}\!\,$	${\bar {K^{0}}}$	$K^{0}\!\,$	$K^{+}\!\,$
ايزوسبين $I_{z}$	-½	+½	-½	+½
تكوينات-كواركية	${\bar {u}}$	${\bar {d}}$	$d\!\,$	$u\!\,$
	$s\!\,$	$s\!\,$	${\bar {s}}$	${\bar {s}}$
الغرابة Strangeness $S$	−1		+1

مثلها مثل الميزونات فهي تحتوي على سبين بعدد صحيح ولهذا يُعتبروا بوزونات وهي جسيمات ثقيلة . لهم تآثر قوي وبذلك فهم ينتمون أيضا إلى الهادرونات.

خصائصهم

تبلغ كتلة الكاونات نحو 493,7 MeV/c² (K⁺, K⁻)بالتالي 497,6 MeV/c² (K⁰, K⁰). أي أثقل من الإلكترون نحو 1000 مرة . كل من الكاونات قابل للاضمحلال عن طريق التآثر الضعيف وهم لذلك من ذوي متوسط عمر طويل.

متوسط عمر الكاون المشحون تبلغ 1,24 · 10⁻⁸ ثانية. وأما متوسط عمر K⁰ و K⁰ فإن خلطتهما الكمومية (أنظر أسفله) تبدي عمرين غير محددين ; 5,1 · 10⁻⁸ ثانية لــ (K_L) و 9,0 · 10⁻¹¹ ثانية لــ(K_S) على التوالي.

يشير الـ CPT-Invarianz إلى أن كل زوج جسيم-جسيم مضاد K⁺ ↔ K ⁻ و K⁰ ↔ K⁰ إلى تساوي الكتل و العمر على التوالي. وقد أكدت القياسات الدقيقة تلك القيم .

الاكتشاف

اكتشفت الكاونات في عام 1947 من العالمين "جورج روشيستر و" كليفوورد باتلر " في الأشعة الكونية. و تم تفسير ظهورهم بواسطة التفاعل π⁺ + n → K⁺ + Λ.

واعطيت التسمية "جسيمات غريبة " strange particles نظرا لعمرهم الطويل نسبيا عن أعمار الجسيمات الأولية الأخرى الغير مستقرة . وبغرض توصيفهم فقد أدخل رقم كمومي جديد وهو الغرابة Strangeness . و" الرقم الكمومي الغرابة " ينشأ من قوة نووية قوية فهي القوة المتسببة في نشأة الكاونات ويقعون تحت قانون الحفاظ تبعه، ولكن القيمة المحافظة فهي تتبع القوة النووية الضعيفة ، التي السبب في النووية الضعيفة لهم، مع عدم اتباعهم لقانون المحافظة خلال التحلل . في أيامنا هذه تُفسر الأعمار الطويلة نسبيا للكاونات بالكوارك- الغريب ، أو باختصار s-Quark. الكواركات-الغريبة تنشأ عن طريق القوة النووية القوية وهي تنشأ مزدوجة مع كواركات مضادة غريبة ، ومن ضمنها مثلا أثنين من الكاونات ، أو - كما هو الحال في تفاعل أكتشافهم - واحد كاون وواحد Strangeness مكونان باريون. ونظرا لأن الكاونات تتطاير بعد إنتاجهما في مختلف الاتجاهات فيمكنهما إفناء بعضهما البعض (لأنهما متضادان) . خلال التحلل يتحول كوارك-غريب إلى Up-Quark خفيف، وهذا نظرا لقلة احتماله في الحدوث فهو السبب في الإطالة الملحوظة لعمر الكاونات . هذا التحول يمكن أن يحدث فقط عن طريق القوة النووية الضعيفة حيث أنها الوحيدة التي تحتوي على Strangeness .

اقرأ أيضا

• ميون
• تاوون