Uma partícula Sigma^0 que move-se pela matéria atinge um próton; em seguida, Sigma^+e um raio gama, assim como uma terceira partícula surgem. Utilize o modelo de quarks para cada um a fim de determinar a identidade da terceira partícula.

Passo 1

Resumindo o enunciado, temos a reação entre uma partícula Sigma^0 e um próton p:
Sigma^0 + p ;to; Sigma^+ + gamma + X
onde gamma é um fóton e X é a partícula desconhecida que queremos identificar usando o modelo de quarks.

Passo 2

Anotamos o conteúdo de quarks de cada partícula:
Sigma^0(uds), p(uud), Sigma^+(uus), gamma(nenhum quark)
Somando os quarks iniciais:
u+d+s ;+; u+u+d ;=; 3u + 2d + s
Dos produtos conhecemos Sigma^+ que carrega
u+u+s ;=; 2u + s,
e o fóton não carrega quarks.

Passo 3

Pela conservação de quarks, a partícula X deve conter o que sobra:
(3u+2d+s) ;-;(2u+s);=;u + 2d
O quark u+2d corresponde exatamente ao conteúdo do nêutron n(udd).

Resposta

A terceira partícula é o nêutron, isto é, X = n.

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