Pion (fisika)

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari
Pion
Quark structure pion.svg
Struktur quark Pion
Komposisi: π+: ud
π0: uu atau dd
π: du
Kelompok: Meson
Interaksi: Interaksi Kuat
Simbol: π+, π0, dan π
Penggagas: Hideki Yukawa (1935)
Penemu: César Lattes, Giuseppe Occhialini (1947) dan Cecil Powell
Tipe: 3
Massa: π±: 139,57018(35) MeV/c2
π0: 134,9766(6) MeV/c2
Muatan listrik: π+: +1 e
π0: 0 e
π: −1 e
Spin: 0
Paritas: −1

Dalam fisika partikel, pion (singkatan dari Pi Meson, dilambakan dengan π) terdiri atas 3 subatomik partikel: π0, π+, dan π. Setiap pion terdiri atas quark dan antiquark dan juga meson. Pion merupakan meson teringan dan berperan penting dalam menjelaskan sifat energi rendah dari gaya nuklir kuat.

Pion juga tidak stabil, dengan muatan pion π+ dan π meluruh dengan waktu hidup rata-rata 26 nanosekon dan pion netral π0 meluruh dengan waktu yang lebih singkat. Pion yang bermuatan cenderung meluruh menjadi muon dan muon neutrino, sedangkan pion netral menjadi sinar gamma.

Pion tidak dihasilkan dalam peluruhan radioaktif, tapi umumnya dihasilkan di akselerator energi tinggi dalam tabrakan antar hadron. Semua jenis pion dihasilkan dengan proses alami ketika sinar kosmik berenergi tinggi neutron dan komponen sinar kosmik hadron lainnya berinteraksi dengan materi yang ada di atmosfir bumi. Baru-baru ini, deteksi karakteristik sinar gamma berasal dari peluruhan pion netral didalam 2 bintang sisa supernova menunjukan bahwa pion banyak diproduksi didalam supernova, kemungkinan besar hubungannya dengan produksi proton berenergi tinggi yang terdeteksi di bumi sebagai sinar kosmik.[1]

Sifat dasar[sunting | sunting sumber]

Pion adalah meson dengan nilai spin=0, dan memiliki komposisi dari generasi pertama quark. Di dalam model quark, sebuah up quark dan anti-down quark membentuk π+, sedangkan down quark dan anti-up quark membentuk π. Pion netral π0 tersusun atas up quark dan anti-up quark atau down quark dan anti-quark. Kedua kombinasi memiliki kesamaan bilangan kuantum, dan karenanya mereka hanya ditemukan di superposisi. Energi superposisi terendah ini adalah π0, yang merupakan anti-partikel itu sendiri. Bersama-sama pion membentuk triplet isospin. setiap pion, memiliki nilai isospin (I = 1) dan ketiga komponen isospin sama dengan muatannya (Iz = +1, 0 or −1).

Peluruhan muatan pion[sunting | sunting sumber]

Diagram feynman dari peluruhan dominasi pion lepton

Meson π± memiliki massa sebesar 139,6 MeV/c2 dan masa hidup 139,6 MeV/c2. Mereka meluruh disebabkan oleh interaksi lemah. Mode meluruh utama sebuah Pion, dengan probabilitas 0.999877, adalah murni peluruhan leptonik menjadi anti-muon dan muon neutrino:

π+ μ+ + νμ
π μ + νμ

Mode peluruhan yang paling umum kedua sebuah Pion, dengan probabilitas 0.000123, juga merupakan peluruhan leptonik menjadi elektron dan elektron antineutrino. Mode inilah yang ditemukan di CERN ditahun 1958:[2]

π+ e+ + νe
π e + νe

Penekanan modus elektronik, berkenaan dengan satu muonik, diberikan dengan (ke dalam koreksi radiasi) rasio setengah lebar dari pion-elektron dan reaksi peluruhan pion-muon:

 R_\pi = (m_e/m_\mu)^2 \left(\frac{m_\pi^2-m_e^2}{m_\pi^2-m_\mu^2}\right)^2 = 1.283 \times 10^{-4}

dan merupakan efek spin yang dikenal sebagai penekanan helisitas.

Referensi[sunting | sunting sumber]

  1. ^ M. Ackermann; et al. (2013). "Detection of the Characteristic Pion-Decay Signature in Supernova Remnants". Science 339 (6424): 807–811. arXiv:1302.3307. Bibcode:2013Sci...339..807A. doi:10.1126/science.1231160. 
  2. ^ DOI:10.1103/PhysRevLett.1.247
    Rujukan ini akan diselesaikan secara otomatis dalam beberapa menit. Anda dapat melewati antrian atau membuat secara manual

Link Tambahan[sunting | sunting sumber]