Kaoni

Kaoni
Rakenne	${\displaystyle \scriptstyle K^{+}:u{\overline {s}}}$ ${\displaystyle \scriptstyle K^{-}:s{\overline {u}}}$ ${\displaystyle \scriptstyle K_{S}^{0}:{\frac {d{\overline {s}}+s{\overline {d}}}{\sqrt {2}}}}$ ${\displaystyle \scriptstyle K_{L}^{0}:{\frac {d{\overline {s}}-s{\overline {d}}}{\sqrt {2}}}}$
Perhe	Bosonit
Ryhmä	Mesonit
Vuorovaikutus	Vahva vuorovaikutus ja heikko vuorovaikutus
Antihiukkanen	antikaoni
Massa	K±: 493,577 ± 0,013 MeV[1] K0: 497,614 ± 0,022 MeV[2]
Sähkövaraus	K±: ±e K0: 0
Spin	0
Infobox OK

Kaoni eli K-mesoni on mesoneihin kuuluva hiukkanen, jolla on kvanttiluku outous.^[3] Kaoneita on neljänlaisia: sähköisesti positiivinen (K⁺), negatiivinen (K^-) ja kaksi neutraalia (K⁰_S, K⁰_L),^[4] kullakin on erilainen kvarkkisisältö.

Kaonilla K⁰_S on kertaluokkia pienempi elinaika kuin muilla kaoneilla.

Kaonin K⁺ hajotessa muiksi hiukkasiksi yleisimmät hajoamismoodit ovat^[5]

${\displaystyle K^{+}\rightarrow \mu ^{+}+\nu _{\mu }}$

${\displaystyle K^{+}\rightarrow \pi ^{+}+\pi ^{0}}$,

missä hiukkanen ${\displaystyle \scriptstyle \mu }$ on myoni, ${\displaystyle \scriptstyle \nu _{\mu }}$ myonin neutriino ja ${\displaystyle \scriptstyle \pi ^{0}}$ sekä ${\displaystyle \scriptstyle \pi ^{+}}$ pioneita.

Vastaavasti negatiivisesti varatulle kaonille K^- yleisimmät hajoamismoodit ovat

${\displaystyle K^{-}\rightarrow \mu ^{-}+\nu _{\mu }}$

${\displaystyle K^{-}\rightarrow \pi ^{-}+\pi ^{0}}$.

Vähemmän aikaa säilyvälle neutraalille kaonille K⁰_S yleisimmät hajoamismoodit ovat^[6]

${\displaystyle K_{S}^{0}\rightarrow \pi ^{0}+\pi ^{0}}$

${\displaystyle K_{S}^{0}\rightarrow \pi ^{+}+\pi ^{-}}$.

Jälkimmäinen siroaminen, jossa kaoni muuttuu positiiviseksi ja negatiiviseksi pioniksi, oli reaktio, jonka George Rochester ja C. C. Butler havaitsivat tehdessään ensimmäisen löydön kaonista K⁰_S sumukammiossaan. Vaikka kaoni ei itsessään jätä kammioon jälkiä, siroavista pioneista tulee silminnähtävä V-kuvio.

Sen sijaan pidempään elävälle neutraalille kaonille K⁰_L yleisiä hajoamismoodeja ovat

${\displaystyle K_{L}^{0}\rightarrow \pi ^{0}+\pi ^{0}+\pi ^{0}}$

${\displaystyle K_{L}^{0}\rightarrow \pi ^{+}+\pi ^{-}+\pi ^{0}}$.

Pitempään elävä ${\displaystyle K_{L}^{0}}$ ei hajoa vahvan vaan heikon vuorovaikutuksen mukaan, jolloin kokonaisoutous muuttuu.

Vuonna 1964 tehdyssä kokeessa James Cronin ja Val Fitch havaitsivat, että noin 0,2% ${\displaystyle K_{L}^{0}}$ -hiukkasista hajoaakin kolmen pionin sijasta kahdeksi pioniksi:

${\displaystyle K_{L}^{0}\rightarrow \pi ^{0}+\pi ^{0}}$

Tämä edellyttää sekä pariteetin että varauskonjugaation rikkoutumista hajoamisreaktiossa eli CP-symmetriarikkoa. Ilmiö on ainoa kokeellisesti tunnettu CP-symmetrian rikkoutuminen ja havainnosta myönnettiin Nobelin fysiikanpalkinto vuonna 1980.^[7][8]

Hiukkaset fysiikassa

Alkeishiukkaset
Fermionit	Kvarkit ylöskvarkki (u) ylös-antikvarkki (u) alaskvarkki (d) alas-antikvarkki (d) lumokvarkki (c) lumo-antikvarkki (c) outokvarkki (s) outo-antikvarkki (s) huippukvarkki (t) huippu-antikvarkki (t) pohjakvarkki (b) pohja-antikvarkki (b) Leptonit e− e+ μ− μ+ τ− τ+ ve  · ve vμ  · vμ vτ  · vτ
Bosonit	Mittabosonit γ g W± · Z Skalaaribosonit H0
Hypoteettiset	Superpartnerit Aksiino Chargiino Fotiino Gluiino Gravitiino Higgsiino Neutraliino Sfermionit Muut A0 Dilatoni G m Majoroni Takyoni W'  · Z' X · Y Steriili neutriino Preoni
Yhdistelmähiukkaset
Hadronit	Baryonit N p n Δ Λ Σ Ξ Ω Mesonit π ρ η η′ φ ω J/ψ ϒ θ K B D T
Muut	Atomi Atomiydin Dikvarkki Eksoottinen atomi Positronium Myonium Tauonium Molekyyli Pentakvarkki Tetrakvarkki
Hiukkaslöytöjen aikajana