Decaimiento de piones en física de partículas

Estoy tomando un curso de física de partículas y estamos usando Perkins Introducción a la física de alta energía como texto. Estoy viendo el problema 1.7. pregunta si

π 0 → mi − + mi +
está permitido o prohibido por el Modelo Estándar basado en las leyes de conservación. Siento que no viola ninguno de ellos. La energía y el momento claramente se pueden conservar, la carga se conserva, el número de leptones se conserva, etc. Sin embargo, sé que la descomposición de Dalitz es un proceso muy similar, pero que el pión se descompone en
π 0 → mi − + mi + + γ
así que siento que debo haber pasado por alto algo. Agradecería mucho que alguien pudiera indicarme la dirección correcta.

Considere también la paridad y el momento angular.
¡Gracias! Lo miraré un poco más y te aviso si se me ocurre algo.

Respuestas (1)

Desde π 0 es una partícula pseudoescalar, tenemos

⟨ 0 | j mi metro m | π 0 ⟩ = 0 ,
y el pión no puede descomponerse en dos leptones con un simple intercambio de fotones. En el modelo estándar, las contribuciones de orden principal para este proceso son un diagrama de caja y un Z 0 intercambio, como se puede ver en la fig. 1 de arXiv:0806.4782 (reemplazando un C quark por un quark ligero). Por lo tanto, este proceso está permitido en el SM, pero altamente suprimido.

Por otro lado, si tiene un fotón en el estado final, puede tener un decaimiento electromagnético a nivel de árbol, como se muestra en el tercer diagrama de la misma figura.

La diferencia entre estos dos procesos se puede ver fácilmente a partir de las mediciones experimentales, porque la relación de ramificación es del orden 10 − 8 para el primer decaimiento, mientras sea de orden 10 − 2 para el decaimiento de Dalitz (cf PDG ).

Decaimiento de piones en física de partículas
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