Почему распад пи-пплюс-мезона на фотоны невозможен, если П-мезон распадается, превращаясь в два или три фотона?

Физика 11 класс Распад частиц и взаимодействия элементарных частиц распад пи-пплюс-мезона фотоны П-мезон физика 11 класс элементарные частицы Законы сохранения взаимодействия частиц Новый

Чтобы понять, почему распад пи-плюс-мезона на фотоны невозможен, необходимо рассмотреть несколько ключевых моментов, связанных с законами сохранения и свойствами частиц.

1. Сохранение энергии и импульса:

При любом распаде должен выполняться закон сохранения энергии и закон сохранения импульса. В случае распада пи-плюс-мезона (π⁺) на два фотонона, мы можем столкнуться с проблемой сохранения импульса.

2. Масса частиц:

• Масса пи-плюс-мезона составляет примерно 140 MeV/c².
• Масса фотона равна нулю.

Если бы пи-плюс-мезон распался на два фотонона, то общая масса (энергия) до распада должна была бы равняться общей энергии после распада. Однако, если у нас есть два фотонона, они будут двигаться с определенными направлениями и скоростями, что может привести к несоответствию в сохранении импульса.

3. Распад П-мезона:

П-мезон (π⁰) может распадаться на два или три фотонона, и это возможно, потому что его масса позволяет это сделать. В этом случае, общая энергия и импульс могут быть сохранены, так как фотоны могут двигаться в разных направлениях, компенсируя импульс.

4. Заключение:

Таким образом, распад пи-плюс-мезона на два фотонона невозможен из-за проблем с сохранением импульса, в то время как распад П-мезона на фотоны возможен благодаря его массе и свойствам фотонов, которые позволяют сохранить как энергию, так и импульс.