Mesón Kaón (K⁺), (K⁻), (K⁰), (K̄⁰) (Zoológico de Partículas Subatómicas)

Mesón Kaón (K⁺), (K⁻), (K⁰), (K̄⁰) 

Un mesón kaón es un mesón compuesto por un quark ligero (u o d) y un antiquark extraño (s̄), o viceversa. Es decir, contienen “extrañeza”, un número cuántico asociado al quark ligero strange (s).

Composición de los kaones:

Así, los kaones y antikaones forman un doblete de SU(2) bajo la simetría de isospín, y un multiplete SU(3) junto con los piones y el eta (octete de mesones ligeros).

Propiedades fundamentales

Importancia física y teórica

Los kaones fueron las primeras partículas donde se descubrió la violación de la simetría CP (en 1964 por Christenson, Cronin, Fitch y Turlay), un fenómeno que significa que la naturaleza distingue entre materia y antimateria cuando se combina la paridad (P) y la conjugación de carga (C).

Este hallazgo fue tan profundo que cambió la visión de la física de partículas y motivó buena parte de la investigación posterior sobre la asimetría materia–antimateria en el cosmos.

Estados neutros mezclados: 

Los kaones neutros tienen una propiedad cuántica única: pueden oscilar entre su estado de partícula y antipartícula debido a la interacción débil.

Esto se debe a que los estados  no son los estados de masa propios, sino combinaciones cuánticas de ellos:

Donde: 

KS → decae principalmente en 2 piones, en 

KL → decae principalmente en 3 piones, en 

Violación de CP

Experimentalmente se descubrió que el KL (teóricamente CP = –1) a veces decae en 2 piones, lo cual viola la simetría CP

Este fue un resultado histórico porque implicó que las leyes físicas no son perfectamente simétricas bajo la combinación CP — algo fundamental para explicar por qué el universo contiene más materia que antimateria.

Decaimientos de Kaón: