Pion-Zerfall in der Teilchenphysik

Ich besuche einen Teilchenphysikkurs und wir verwenden Perkins Introduction to High Energy Physics als Text. Ich sehe mir Problem 1.7 an. Es fragt ob

π 0 → e − + e +
ist nach dem Standardmodell auf der Grundlage von Naturschutzgesetzen erlaubt oder verboten. Ich glaube, es verletzt keinen von ihnen. Energie und Impuls können eindeutig konserviert werden, Ladung wird konserviert, Leptonzahl wird konserviert usw. Ich weiß jedoch, dass der Dalitz-Zerfall ein sehr ähnlicher Prozess ist, in den jedoch das Pion zerfällt
π 0 → e − + e + + γ
da kommt mir so vor als hätte ich was übersehen. Ich wäre sehr dankbar, wenn mich jemand in die richtige Richtung weisen könnte.

Berücksichtigen Sie auch Parität und Drehimpuls.
Danke schön! Ich schaue mir das noch ein bisschen an und lasse es euch wissen, wenn mir was einfällt.

Antworten (1)

Seit π 0 ein pseudoskalares Teilchen ist, haben wir

⟨ 0 | J e M μ | π 0 ⟩ = 0 ,
und das Pion kann nicht durch einen einfachen Photonenaustausch in zwei Leptonen zerfallen. Im Standardmodell sind die Beiträge führender Ordnung für diesen Prozess ein Boxdiagramm und a Z 0 Austausch, wie Sie in Abb. sehen können. 1 von arXiv:0806.4782 (ersetzt a C Quark durch ein leichtes Quark). Daher ist dieser Vorgang im SM erlaubt, aber stark unterdrückt.

Wenn Sie andererseits ein Photon im Endzustand haben, können Sie einen elektromagnetischen Zerfall auf Baumebene haben, wie im dritten Diagramm derselben Abbildung gezeigt.

Der Unterschied zwischen diesen beiden Prozessen ist aus den experimentellen Messungen leicht ersichtlich, da das Verzweigungsverhältnis in der Größenordnung liegt 10 − 8 für den ersten Zerfall, während es von Ordnung ist 10 − 2 für den Dalitz-Zerfall (vgl. PDG ).

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