Pion

Pion π+, π0 & π-
Un "quark up" y un "quark anti-down" forman un pion con carga positiva (π+).
Composición	π+: ud π0: dd/uu π−: du
Familia	Bosón​
Grupo	Mesón
Interacción	Nuclear fuerte
Teorizada	Hideki Yukawa
Descubierta	1947
Tipos	3
Masa	π+-: 139.57018(35) MeV/c2 π0: 134.9766(6) MeV/c2
Carga eléctrica	π+-: ±e π0: 0
Espín	π+-: 1(±1), 0− π0: 1(0), 0−

En física de partículas, pion o pión (abreviatura del vocablo griego pi meson) es el nombre común de tres partículas subatómicas descubiertas en 1947: π⁰, π⁺ y π⁻. El pion es el mesón más ligero.

Propiedades básicas

Los piones tienen espín cero, y están compuestos por la primera generación de quarks. Un quark "up" y otro "anti-down" componen el π⁺, mientras que un quark "down" y otro "anti-up" componen el π⁻, su antipartícula. La combinación "up-antiup" y "down-antidown" constituyen el π⁰, el cual es su propia antipartícula.

El mesón π^± tiene una masa de 139,6 MeV/c² y una vida media de 2,6 × 10⁻⁸ segundos. La desintegración principal es en un muon y un neutrino:

${\begin{cases}\pi ^{+}\to \mu ^{+}+\nu _{\mu }\\\pi ^{-}\to \mu ^{-}+{\bar {\nu }}_{\mu }\end{cases}}$

El π⁰ es un poco más ligero, teniendo una masa de 135,0 MeV/c² y una vida media mucho más corta, de 8,4 × 10⁻¹⁷ segundos. La desintegración principal es a dos fotones:

$\pi ^{0}\to 2\gamma$

Estabilidad de los núcleos

La mayoría de núcleos atómicos por debajo de un cierto peso atómico y que además presentan un equilibrio entre el número de neutrones y el número de protones (número atómico) son estables. Sin embargo, sabemos que los neutrones aislados y los núcleos con demasiados neutrones (o demasiados protones) son inestables.

La explicación de esta estabilidad de los núcleos reside en los piones. Aisladamente los neutrones pueden sufrir vía interacción débil la siguiente desintegración:

(1)$n^{0}\to p^{+}+e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}$

Sin embargo, dentro del núcleo atómico la cercanía entre neutrones y protones hace que sean mucho más rápidas, vía interacción fuerte las reacciones:

(2)${\begin{cases}n^{0}\rightleftarrows p^{+}+\pi ^{-}\\p^{+}\rightleftarrows n^{0}+\pi ^{+}\end{cases}}$

Esto hace que continuamente los neutrones del núcleo se transformen en protones, y algunos protones en neutrones. Esto hace que la reacción (1) apenas tenga tiempo de acontecer, lo que explica que los neutrones de los núcleos atómicos sean mucho más estables que los neutrones aislados. Si el número de protones y neutrones es desequilibrado, se abre la posibilidad de que en cada momento haya más neutrones y sea más fácil la ocurrencia de la reacción (1).

Véase también

• Física de partículas
• Fermión, Bosón
• Hadrón, Leptón
• Mesón, Barión
• Potencial de Yukawa

Enlaces externos

• Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre pion.
• Mesones en el "Particle Data Group" (en inglés)
• Mesons en Hyperphysics (en inglés)