케이 중간자

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케이온(kaon) 또는 케이 중간자(K meson)는 입자물리학에서 기묘도(strangeness) 양자수에 따라 구별되는 네 가지 중간자 상태 중 하나를 일컫는다.

케이온

구성	${\begin{matrix}K^{+}&:&u{\bar {s}}\\K^{0}&:&d{\bar {s}}&/&s{\bar {d}}\\K^{-}&:&s{\bar {u}}\end{matrix}}$
통계	보손
기호	K+, K0, K−
발견	1947년 로체스터, 버틀러
질량	K±: 493.667 ±0.013 MeV/c² K0: 497.648 ±0.022 MeV/c²
전하	K±: ±e K0: 0
스핀	0

1947년에 조지 로체스터(George Rochester)와 클리포드 버틀러(Clifford Butler)가 우주선 관측에서 발견되었으며, 월슨의 안개상자 안에 V모양의 비적을 남기는 수수께끼 입자로 발견되었다. 1964년에는 중성 케이온의 붕괴 실험 과정에서, CP 대칭성 깨짐이 처음으로 관측되어 그 실적으로 제임스 왓슨 크로닌과 밸 로그즈던 피치가 1980년에 노벨 물리학상을 받았다.

쿼크 모형에서, 케이온은 기묘 쿼크(혹은 그 반쿼크) 한 개를 포함하고 있다고 생각된다. 입자는 K⁰, K⁺, 반입자는 K⁰, K⁻으로 총 4가지가 있다.

K⁻는 스트레인지 쿼크와 반업 쿼크, K⁺는 반스트레인지 쿼크와 업 쿼크로 이루어졌으며, 또한, K⁰는 반스트레인지 쿼크와 다운 쿼크, K⁰는 스트레인지 쿼크와 반다운 쿼크로 이루어졌다. K⁻와 K⁺는 각각 입자와 반입자의 관계로 이루어졌고, K⁰와 K⁻도 같은 관계이다.

K⁻, K⁺의 질량은 대략 494 MeV/c²이고, 수명은 1.2×10^-8초이다. K⁰, K⁰의 질량은 대략 498 MeV/c²이고, 수명은 5.2×10⁻⁸초인 긴 것과 9.0×10⁻¹¹초인 짧은 것이 있다.

K⁺의 붕괴 패턴과 분기비는 다음과 같다.

1. $\mu ^{+}\nu _{\mu }$ (약 63.4%);
2. $\pi ^{+}\pi ^{0}$ (약 21.1%);
3. $\pi ^{+}\pi ^{+}\pi ^{-}$ (약 5.6%);
4. $\pi ^{+}\pi ^{0}\pi ^{0}$ (약 1.7%);
5. $\pi ^{0}e^{+}\nu _{e}$ (약 4.9%)

같이 보기

• 강입자
• 기묘 쿼크
• 반전성
• 중성미자 진동