الرنينيات البايونية (Pion Resonances)

شوهدت هذه الرنينيات عند تشتت البايونات الموجبة والسالبة عن البروتونات حيث شوهدت قمم واضحة لمساحة المقطع المستعرض (σ) لتشتت ^±π عن البروتون. وهذا يعني تكون حالات إثارة تبلغ عندها (Γ) حوالي 100 م. أ. ف وتتحلل هذه الحالات بعمر نصف يساوي حوالي ^22-10 ×5 ثانية. ونبين فيما يلي أهم هذه الجسيمات الناتجة:

(1)...................

ومن ثم تنتج هنا جسيمات Δ⁺⁺ ، Δ^o.

كما ويمكن أن يحدث تشتت عن النيوترونات وينتج أن :

(2)     .................

ومن ثم تنتج هنا جسيمات ^-Δ⁺ ، Δ.

وقد وجد أن كتل هذه الجسيمات (Δ) تساوي 1.23 (ج.أ. ف.) كما وجد تكون عدة حالات إثارة من هذه الجسيمات بزيادة طاقة البايونات حيث اكتشفت قمم عند طاقات تساوي: (1.67)، (1.9) ج. أ. ف نبين في الشكل (1) تشتت البايونات عن النيوكليونات وتكون الجسيمات الرنينية (Δ).

الشكل (1)

نلاحظ هنا أنه تكونت أربع حالات مشحونة من جسيمات Δ وهي ^-Δ⁺⁺ ، Δ^o ،Δ⁺ ، Δ وباستخدام الأعداد الكمية، نجد أن:

1. الزخم النظيري (I) لهذه الجسيمات يساوي 3/2 ومن ثم فإن عددها :

أي أربعة جسيمات كما بينا.

2. مركبة الزخم النظيري (I_z) وهي التي تبين حالات الشحنة للجسيمات تأخذ القيم التالية:

3. حيث أن هذه الجسيمات تتكون من البايون والنيوكليون فإن:

عدد الباريونات (1 = (B S = 0 ومن ثم فهذه الجسيمات تعرف أحياناً بحالات الرنين (1 =S = 0, B).

4. تعطي الشحنة الكلية (Q) للجسيم بالعلاقة:

(3) ...............

يمكنك الآن حساب (Q) لأي من الجسيمات الأولية وذلك للتحقق مما سبق. فمثلا للجسيم ^-Δ نجد أن شحنة هذا الجسيم سالبة وتساوي (1 -) ويمكن استنتاج ذلك من العلاقة (3) حيث نجد أن:

لقد لوحظ أن هناك بعض القمم تظهر في منظومة (P ^-π) ولكنها لم تظهر في منظومة (P ⁺π) فلماذا؟

للإجابة على هذا السؤال نجد أن:

ومن ثم فإن المنظومة (P ^-π) نجد أن:

ولمنظومة (P ⁺π) نجد أن:

ومنها فإنه لمنظومة (P ^-π) نجد أن:

أما المنظومة (P ⁺π) فإن:

وهذا يعني أن منظومة (P ^-π) تزيد على منظومة (P ⁺π) بحالة ذات I_z = 1/2 وتعرف القمم الرنينية الناتجة عن منظومة (P ^-π) بحالات ^*N₁ N وتقع عند طاقات تساوي: 0.938، 1.470، 1,530 ج.أ.ف. أو أكثر:

حيث نجد أن:

*N جسيمات تنتج عن 1/2 - = I_z.

⁺*N جسيمات تنتج عن 1/2 + = I_z.

أما جسيمات Δ السابقة فتنتج عن باقي الحالات.

كما يمكن أن ينتج عن تشتت البايونات عن البروتونات تكون قمم أخرى حسب التفاعلات التالية:

(4).........................                   .

نبين في الشكل (2) الجسيمات الناتجة عن التفاعلات في المعادلة

الشكل (2)

السابقة. حيث نجد في الشكل (2. أ) توزيعات الكتل للزوج ⁺Δ^o ،Δ الناتجة عن المعادلة (1). وفي الشكل (2. ب) نجد توزيعات الكتل للزوج ⁺π^-، π الناتجة عن المعادلة (2). أما في الشكل (2. ج) نجد توزيعات الكتل للثلاثي π⁺، π^-، π^o الناتجة عن المعادلة (4). في الشكل أ، ب يتكون جسيم يعرف بميزون (ρ), أما في الشكل (جـ) فنجد قمة تمثل الجسيم (^oW) عند (800 م.أ.ف.) وقمة أخرى تمثل الجسيم (η^o) عند حوالي (580 م.أ.ف.).

لاحظ أن ρ^oW^o,  يمكن أن تنتج أيضاً من تفاعلات مثل؟

(5).................    

ثم يتحلل (ρ^o) حسب العلاقة:

وتفاعل مثل:

(6)     ..........

ثم يتحلل (W^o) حسب العلاقة:

كما ويمكن أن تتحلل (η) إلى ثلاثة جسيمات حسب العلاقة:-

كما ويمكن أن تتكون (W^o) من تلاشي البروتون وضديده حسب العلاقة :

(7)........................