Skąd wynika różnica mas między mionem a produktami jego rozpadu?

Pytanie

Pyta Roman

Jak to jest z masami przy rozpadzie mionów? Mion (o ładunku ujemnym lub dodatnim) rozpada się m.in. na elektron (lub pozyton). Skąd wynika olbrzymia różnica mas między mionem a elektronem/pozytonem?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

Mion (mający ładunek ujemny) rozpada się na elektron, antyneutrino elektronowe oraz neutrino mionowe. Antymion (mający ładunek dodatni) rozpada się na pozyton (antyelektron), neutrino elektronowe oraz antyneutrino mionowe. W obydwu przypadkach wszystkie produkty reakcji mają masy znacznie mniejsze od masy $M$ rozpadającej się cząstki. Ich łączna energia kinetyczna $E$ w układzie środka masy jest zatem w bardzo dobrym przybliżeniu dana wzorem $E = Mc^2$. Innymi słowy, masa mionu zamienia się na energię kinetyczną produktów rozpadu. Produkty rozpadu nie są składnikami mionu. Kreacja tych cząstek następuje na skutek anihilacji mionu.