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## Steckbrief: $K^0$


- **Name** Kaon⁰ ($K^0$)
- **Typ** meson
- **Quarkzusammensetzung** $d$, $\bar{s}$
- **Ladung** 0.0 $e$
- **Masse** 0.4976 MeV/c$^2$
- **Lebensdauer** NaN
- **Spin** 0



Siehe auch:  [[Hadronen]] und [[Mesonen]]

# Mischungseffekte
Die Grundbeobachtung der sogenannten Mischungseffekte ist, dass Teilchen mit identischen Quantenzahlen bei der Propagation mischen können. So kann der Zustand eines Kaons $\ket{d \bar s}$ mit dem seines Antiteilchens oszillieren $\ket{\bar d s}$. Des Weiteren kommt es dann beim Zerfall zur [[Symmetrieverletzungen]] der  [[CP-Symmetrie]]. Die Oszillation im Rahmen der Propagation erfolgt über die folgenden Boxdiagramme
![[kaon-oszillation.png]]



# Experimentelle Erzeugung
Das neutrale Kaon entsteht über die [[Starke Wechselwirkung]] aus der Wechselwirkung zwischen einem [[Proton]] und einem [[Pion⁻]] nach dem Reaktionsschema
$$
\pi^{-} + p \to K^{0}+ \Lambda = \underbrace{\ket{d \bar s}}_{S = +1} + \underbrace{\ket{uds}}_{S=-1}
$$
wobei die [[Strangeness]] erhalten ist.

# Zerfall
Der Zerfall eines **Kaons** ist nur über die schwache Wechselwirkung möglich, wobei die [[Strangeness]] nicht erhalten bleibt. Der Zerfall folgt dem Schema
$$
K_S^{0}\to \pi^{+} + \pi^{-}
$$
Weiterhin ist ein Zerfall in 3 Pionen möglich nach
$$\begin{aligned}
K_L^{0}&\to \pi^{+} + \pi^{-} + \pi^{0}\\&\to \pi^{0}+ \pi^{0}+ \pi^0
\end{aligned}$$
Wobei der Index auf die Lebensdauer des Zustands hinweist, mit $\tau \approx \pu{10^{-10} s}$ für kurzlebige und $\tau \approx \pu{5e-8 s}$ für langlebige Kaonen. Beide Zerfälle besitzen jedoch eine unterschiedliche [[Parität]]:
- $K_S:\,CP=+1$
- $K_L:\,CP=-1$
Der Nachweis dieser [[Symmetrieverletzungen]] durch die beiden unterschiedlichen Zerfallsmoden gelang *Cronin & Fitch*. Siehe [[CP-Symmetrie]].

# Kaon-Zustände
Somit ist ersichtlich, dass das Kaon kein direkter Eigenzustand von $CP$ ist. Solch ein Eigenzustand kann jedoch definiert werden als
$$
\ket{K_{1,2}}= \frac{1}{\sqrt{2}}(\ket{K^{0}}\pm \ket{\bar K^{0}})
$$
Diese Zustände sind jedoch keine Eigenzustände der [[Starke Wechselwirkung]] und besitzen auch keine Masse.


 *Folder tags:*

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