Задача по физике Отрицательный пи-мезон с кинетической энергией W = 50 МэВ распался на лету на мюон и нейтрино. Найти энергию нейтрино, вылетевшего под прямым углом к направлению движения пи-мезона.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Дано:
Кинетическая энергия пи-мезона: W = 50 МэВ
Масса мюона: m_μ = 105.7 МэВ/с^2
Масса нейтрино: m_ν = 0

Поскольку в данной задаче нам дана только кинетическая энергия пи-мезона, а его масса неизвестна, нам нужно найти массу пи-мезона по формуле энергии:

E = mc^2 + W

где E - полная энергия пи-мезона, m - его масса, c - скорость света.

Поскольку скорость пи-мезона равна скорости света, то формулу можно упростить:

E = mc^2 + W
E = mc^2 + W
mc^2 = E - W
m = (E - W) / c^2

Подставляем известные значения:

m = (E - W) / c^2
m = (E - 50 МэВ) / (3*10^8)^2

После того, как мы найдем массу пи-мезона, мы можем определить его скорость и, следовательно, энергию нейтрино, используя закон сохранения энергии и импульса при распаде:

E_π = E_μ + E_ν
p_π = p_μ + p_ν

где E - энергия, p - импульс и индексы π, μ, ν обозначают пи-мезон, мюон и нейтрино соответственно. Также учитываем, что нейтрино вылетел под прямым углом к направлению движения пи-мезона, что означает, что его импульс равен нулю.

Мы можем определить энергию нейтрино следующим образом:

E_ν = E_π - E_μ

Подставляем известные значения:

E_ν = (m_π c^2) - (m_μ c^2)
E_ν = ((E - 50 МэВ) / (310^8)^2) c^2 - m_μ * c^2

После нахождения значения энергии нейтрино, можно преобразовать его в МэВ.