Determine quais das reações a seguir podem acontecer. Para aquelas que não podem, determine a lei (ou leis) de conservação violada.
pi^+ mu^++n

Passo 1

O enunciado apresenta a reação
pi^+ ;longrightarrow; mu^+ + n
e pede para verificar se ela pode acontecer. Vamos checar as leis de conservação de carga elétrica, número bariónico, número leptônico (família múon) e conservação de energia (massa).

Passo 2

Conservação da carga elétrica:
A carga da partícula inicial é
Qpi^+=+1
Na saída temos
Qmu^+=+1, Qn=0Longrightarrow Qrm final=+1
Logo, a carga elétrica se conserva.

Passo 3

Conservação do número bariónico B:
Para um méson pi^+ temos Bpi^+=0.
Para as partículas finais
Bmu^+=0, Bn=+1Longrightarrow Brm final=1
Portanto Brm inicial=0neq Brm final=1 e a conservação do número bariónico é violada.

Passo 4

Conservação do número leptônico de múon Lmu:
Inicialmente Lmu=0. A partícula mu^+ é um antilept-ton de múon, com
Lmu(mu^+)=-1,
e o nêutron não contribui para o número leptônico. Assim
Lmu,rm final=-1neq0,
violando a conservação do número leptônico de múon.

Passo 5

Conservação de energia (massa):
As massas em repouso são aproximadamente
mpi^+approx139,6;MeV, mmu^+approx105,7;MeV, mnapprox939,6;MeV
O lado final teria energia de repouso mínima
mmu^++mnapprox1045,3;MeV,
muito maior que mpi^+, logo falta energia. A conservação de energia/massa também impede essa reação.

Resposta

A reação não pode ocorrer. Ela viola a conservação do número bariónico, do número leptônico de múon e a conservação de energia.

Exercícios de Livros Relacionados