عرض مصدر بيون

{{عن|3=بيون (توضيح)}}
{{صندوق معلومات جسيم
| bgcolour =
| اسم = بيون
| الصورة = [[ملف:Quark structure pion.svg|200px]]
| تعليق = البناء [[كوارك|الكوارك]]ي للبيون
| الأنواع = 3
| تكوين = {{جسيم دون ذري|Pion+}}: {{جسيم دون ذري|Up quark}}{{جسيم دون ذري|Down antiquark}}<br/>{{جسيم دون ذري|Pion0}}: {{جسيم دون ذري|Down quark}}{{جسيم دون ذري|Down antiquark}} - {{جسيم دون ذري|Up quark}}{{جسيم دون ذري|Up antiquark}}<br/>{{جسيم دون ذري|Pion-}}: {{جسيم دون ذري|Down quark}}{{جسيم دون ذري|Up antiquark}}
| عائلة = [[بوزون|البوزونات]]
| مجموعة = [[ميزون|الميزونات]]
| جيل = 
| تفاعل = [[تآثر قوي|قوي]]
| جسيم = 
| جسيم مضاد =
| حالة = 
| نظرية = [[يوكاوا هيديكي]] 
| مكتشف = 
| رمز = {{جسيم دون ذري|Pion+}}, {{جسيم دون ذري|Pion0}}, & {{جسيم دون ذري|Pion-}}
| كتلة = {{جسيم دون ذري|Pion+-}}: 139.57018 [[إلكترون فولت]]/[[سرعة الضوء|c]]<sup>2</sup><br/>{{جسيم دون ذري|Pion0}}: 134.9766 [[إلكترون فولت]]/[[سرعة الضوء|c]]<sup>2</sup>  
| decay_time = 
| decay_particle = 
| شحنة كهربائية = {{جسيم دون ذري|Pion+-}}: ±[[شحنة أولية]]<br/>{{جسيم دون ذري|Pion0}}: 0
| color_charge = 
| دوران =
| num_spin_states = 
}}

في [[فيزياء الجسيمات]]، '''البيون''' (اختصار بي [[ميزون]] pi meson ويعطي الرمز π ، عن اللغة اليونانية) هو أيا من ثلاثة [[جسيم دون ذري|جسيمات دون ذرية]] هي π+ ،π- ،π0.<ref>[http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/hadron.html Mesons] at Hyperphysics {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170705095733/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/hadron.html |date=05 يوليو 2017}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة | doi = 10.1016/0360-3016(87)90235-5| عنوان = Long-term results of pion therapy at Los Alamos| صحيفة = International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics| المجلد = 13| العدد = 9| صفحات = 1389–98| سنة = 1987| الأخير1 = von Essen | الأول1 = C. F. | الأخير2 = Bagshaw | الأول2 = M. A. | الأخير3 = Bush | الأول3 = S. E. | الأخير4 = Smith | الأول4 = A. R. | الأخير5 = Kligerman | الأول5 = M. M. | pmid=3114189}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
 |مؤلف1=R. Bjorklund
 |مؤلف2=W. E. Crandall
 |مؤلف3=B. J. Moyer
 |مؤلف4=H. F. York
 |سنة=1950
 |عنوان=High Energy Photons from Proton-Nucleon Collisions
 |صحيفة=[[فيزيكال ريفيو]]
 |المجلد=77 |العدد=2 |صفحات=213–218
 |bibcode= 1950PhRv...77..213B
 |doi= 10.1103/PhysRev.77.213
}}</ref> الثلاثة جسيمات من البيون تحمل أحدهم شحنة أولية موجبة والثاني يحمل شحنة كهربية أولية سالبة وأما الثالث فهو متعادل كهربائيا ويرمز له بالرمز π0.

تلك الثلاثة جسيمات من البيون ليست مستقرة وتتحلل سريعا. أكتشفت البيونات والميزونات في[[أشعة كونية|الأشعة الكونية]] التي تهبط على الأرض من السماء، خلال الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي.

البيونات هي أخف [[ميزون|الميزون]]ات وتلعب دورا هاما في فهم الخواص منخفضة الطاقة لل[[تآثر قوي|تاثر القوي]].

== تحلل البيونات ==

يوصف تحلل أو اضمحلال البيونات بأن [[عمر النصف]] لها مختلف وقصير جدا. فالبيونين المشحونين يتحلل كل منهما بنسبة 99,98770 %
عن طريق [[قوة نووية ضعيفة|التآثر الضعيف]] إلى [[ميوون|ميون]] و[[نيوترينو|نيوترينو ميوني]] طبقا للمعادلتين:
 
 
:<math>\, \pi^+ \to \mu^+ + \nu_{\mu} </math>
:<math>\, \pi^- \to \mu^- + \overline{\nu}_{\mu} </math>

(هذا التحلل يشابه [[اضمحلال بيتا|تحلل بيتا]])

السبب في عدم تحللهما عن طريق إنتاج [[إلكترون]] وما ينتمي إليه من [[نيوترينو الإلكترون]] يعود إلى خاصية [[حلزونية (فيزياء الجسيمات)|الحلزونية]] في فيزياء الجسيمات؛ ذلك على الرغم من أن التحلل عن طريق تحلل بيتا (التحول إلى إلكترون) أنسب لهما من وجهة اقتصاد الطاقة.

في المعادلتين السابقتين يتحلل كل من البيونين المشحونين إلى ميون يماثله في شحنته بالإضافة إلى نيوترينو ميوني.

أما البيون المتعادل فهو يتحلل بواسطة اطلاق [[فوتون]] من [[أشعة غاما|أشعة جاما]] شديد، وهذا يتم بطريقة أسرع. وكما حو الحال مع الحالتين الأخرتين يكون ناتج التحلل جسيمان دائما؛ تتوزع بينهما طاقة التحلل بدرجات مختلفة. 
 
:<math>\pi^0 \to 2 \gamma </math>

هذا الطريق للتحلل يتم بنسبة 98,823 % من الحالات، واما نحو 1% من حالات التحلل تتم بطريق التحلل إلى [[بوزيترون]] e<sup>+</sup> وإلكترون e<sup>−</sup> و[[فوتون]]، طبقا للمعادلة التالية:

:<math>\pi^0 \to e^+ + e^- + \gamma </math>

احتمال هذا التحلل هو بالضبط بنسبة 1,174 %.

ونظرا لقصر العمر الشديد لهذا التحلل، حيث يتم خلال 8,5&nbsp;·&nbsp;10<sup>−17</sup>&nbsp;ثانية فيمكن الكشف عن تحلل البيون المتعادل بطريقة قياس [[تزامن (توضيح)|التزامن]].

== اكتشاف البيونات ==
[[ملف:cosmicrayshower.png|left|400 px| thumb| إصطدام جسيم أولي (بروتون) من الأشعة الكونية بالطبقات العليا من جو الأرض وتكون سيل من الجسيمات (من ضمنها الميون والبيون) و [[أشعة غاما]] عند اصطدامه بجزيئات الهواء.]]
كان اكتشاف البيون نظريا في عام 1934/1935 كجسيم يشترك في التآثر في الأنوية الذرية بواسطة طريق العالم الفيزيائي [[هيديكي يوكاوا]] في [[اليابان]] حيث تنبأ بوجوده. 
,<ref>Yukawa: ''On the interaction of elementary particles I.'' In: ''Proceedings of the Physico-Mathematical Society of Japan.'' 3. Serie, Band 17, 1935, S. 48–57.</ref>
وحصل على هذا الاكتشاف على [[جائزة نوبل في الفيزياء|جائزة نوبل للفيزياء]] في عام 1949. وتم اكتشاف أول «ميزون» اعتبره يوكاوا وسمي بعد ذلك [[ميوون]] عمليا بواسطة [[كارل أندرسن]] و[[سيث ندرماير]] في عام 1936 حيث وجداه في [[أشعة كونية|الأشعة الكونية]] التي تسقط على الأرض؛(كانت تسمية «ميزون» تستخدم في تلك الآونة لتسمية أي جسيم أثقل من الإلكترون ولكن أقل [[كتلة]] من [[بروتون|البروتون]] فكلمة ميزون باليونانية معناه «متوسط»). ثم اقترح كل من «تانيكاوا» و «سيسيل باول» في عام 1942 وآخرين تسمية «بيون». واكتشفه [[شويشي ساكاتا]] في اليابان في اليابان في عام 1942 . كما اكتشفوه [[سيسيل بويل]] و«سيزار لاتيس» وغيرهما في مختبر أبحاث الفيزياء في بريستول في عام 1947 في الأشعة الكونية إلى جانب ميون البيون.
<ref name="مولد تلقائيا1">C. M. G. Lattes, H. Muirhead, G. P. S. Occhialini, C. F. Powell: ''Processes involving charged mesons.'' In: ''Nature.'' 159 (1947) 694–697.</ref> وبدأ العلماء في دراسة خواص تلك الجسيمات التي تبلغ كتلتها في الوسط بين كتلة الإلكترون وكتلة البروتون.<ref name="مولد تلقائيا1" /><ref>C. M. G. Lattes, G. P. S. Occhialini, C. F. Powell: ''A determination of the ratio of the masses of pi-meson and mu-meson by the method of grain-counting.'' In: ''Proceedings of the Physical Society.'' 61 (1948) S. 173–183.</ref> 
حصل بويل على جائزة نوبل للفيزياء عن هذا الاكتشاف في عام 1950. ولكن كان البيون السالب الشحنة <math>\pi^-</math> 
كما عرف بعد ذلك كان قد اكتشف في عام 1947 من العالم [[دونالد بيركنز]] في [[أشعة كونية|الأشعة الكونية]]، ثم تم إنتاج البيونات المختلفة في [[مسرع جسيمات|معجلات الجسيمات]] في عام 1948 ويرجع الفضل في ذلك إلى العالم لاتيس.

==كتلة البيون==

نظرا لأن البيونات تتحلل سريعا جدا يفضل العلماء التعبير عن كتلتها ليس بالجرام وإنما بالطاقة التي تمتلكها، حيث الكتلة والطاقة وجهين لشيء واحد، وهذا ما عبرت عنه [[نظرية النسبية|النظرية النسبية]] في [[تكافؤ الكتلة والطاقة|تكافؤ المادة والطاقة]].

بناء على ذلك، تبلغ كتلة البيون {{جسيم دون ذري|Pion+-}}:

كتلة البيون السالب أو الموجب الشحنة = : 139.57018 [[إلكترون فولت]]/[[سرعة الضوء|c <sup>2</sup>]]

وكتلة البيون المتعادل {{جسيم دون ذري|Pion0}}:

:134.9766 [[إلكترون فولت]]/[[سرعة الضوء|c]]<sup>2</sup>

== مراجع ==
{{مراجع}}

==اقرأ أيضا==
* [[ميوون|ميون]]
*[[تاوون]]

{{جسيمات}}
{{معرفات مركب كيميائي}}
{{شريط بوابات|الفيزياء}}
{{ضبط استنادي}}
{{روابط شقيقة|commons=Pion (particle)}}

[[تصنيف:اختراعات يابانية]]
[[تصنيف:ميزونات]]