Piones

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El pión o mesón Pi es el nombre común de tres partículas subatómicas descubiertas en 1947 y predichas por Yukawa.

Como mesones, se trata de partículas subatómicas compuestas (hadrones) de spin entero. Están formados por una pareja de quark y antiquark. En este caso, parejas pertenecientes a la primera generación (up/down y antiup/antidown).

  • El pión positivo (pi+) está formado por un up (carga eléctrica de valor +2/3) y un antidown (carga eléctrica de valor +1/3).
  • El pión negativo (pi-) está formado por un antiup y un down (por lo tanto el mesón pi+ es la antipartícula del pi-).
  • El pión neutro (pi0) está formado por una pareja up-antiup o una pareja down-antidown; es su propia antipartícula.

Los piones con carga se desintegran en un muón y un neutrino mientras que el pión neutro, dada su extraña conformación, son partículas muy inestables. se aniquila a sí mismo dando origen a un par de rayos gamma.

Tabla de contenidos

Historia

En 1947, el físico británico Cecil Frank Powell descubrió un tipo de mesón en las fotografías de los rayos cósmicos, un poco más masivo que el muón y que fue llamado mesón pi o pión.

Se observó que reaccionaba fuertemente con los núcleos. Existía un pión positivo que actuaba como una fuerza de intercambio entre protones y neutrones, mientras que su correspondiente antipartícula, el pión negativo, llevaba a cabo un servicio similar para los antiprotones y antineutrones. Por eso, inicialmente, se consideró que esta partícula explicaba suficientemente la fuerza fuerte que mantiene unido el núcleo atómico.

Más tarde, con el postulado de partículas aún más elementales, los quarks, se hizo necesario otra partícula que fuera emisaria de la interacción fuerte que mantiene unidos a estos, el gluón.

Producción

Los piones se pueden producir por la colisión de nucleones (por ejemplo, colisión protón-antiprotón o colisión protón-neutrón). Se generan mayor o menor número dependiendo de la energía empleada.

Esto es debido a que el pión se puede producir también a partir de dos fotones, invirtiendo el proceso de desintegración

Decaimiento

Los piones decaen (se desintegran espontáneamente) en un lapso de tiempo extremadamente corto, mucho menor aún en el caso de los piones neutros.

El pión neutro decae en dos fotones de alta energía (rayos gamma).

Un pión cargado decae en un muón (de carga igual a la del pión originario) y un neutrino de muón. El muón se desintegra por su parte en un electrón (o positrón, dependiendo de la carga del muón), un neutrino de electrón y un neutrino de muón.

Artículos relacionados


Partículas subatómicas

Fermiones (spín fraccionario) Bosones (spín entero)
Elementales

Para cada leptón y cada quark existe su correspondiente antipartícula

Son partículas virtuales portadoras de las fuerzas de interacción

Compuestos Hadrones
  • Mesones (formados por 1 quark + 1 antiquark)
Núcleos atómicos
  • Nucleos formados por un número impar de fermiones elementales
  • Nucleos formados por un número par de fermiones elementales
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