Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 49
 
djvu / html
 

460
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
ствия я-мезонов с нуклонами достигается при энергии тс-мезонов ок. 200 Мае. Рядом авторов, в частности советским учёным И. Е. Таимом, было высказано предположение о том, что это явление может отразить особенности структуры нуклона; речь идёт о резонансном взаимодействии мезона с нуклоном, когда энергия я-мезона соответствует уровню «возбуждённого» нуклона.
Большой интерес представляют опыты амер. физика Р. Хофстадтера (1955), исследовавшего рассеяние электронов высокой энергии на ядрах, в частности на протонах. Анализ результатов его опытов, а также опытов протон-протонного рассеяния при энергии несколько млрд. эв показывает, что протон имеет радиус ок. 7-10~14 см.
Гипероны и К-м е з о н ы. В последние несколько лет бурно развивалось изучение свойств новых частиц — К.-мезонов и гиперонов. Исследование было сначала выполнено в космич. лучах, а после 1955 при помощи ускорителей.
Гиперонами называются частицы, более тяжёлые, чем нуклоны, и менее тяжёлые, чем дейтроны. К-мезонами называются частицы, более тяжёлые, чем я-мезоны, и менее тяжёлые, чем нуклоны. В таблице при ст. Элементарные частицы (см.) перечислены все известные до сих пор частицы и нек-рые их хорошо установленные свойства (ниже даны ссылки на эту таблицу).
В 1955 амер. учёный М. Гелл-Ман предложил классификацию всех элементарных частиц, основанную на следующих соображениях. Если рассматривать все неэлектромагнитные известные процессы образования и превращения частиц, то видно, что их можно качественно классифицировать по их интенсивности. «Сильные» взаимодействия «ответственны» за ядерные силы и за образование всех частиц в первичных соударениях при высоких энергиях (быстрые процессы). «Слабые» взаимодействия встречаются в таких явлениях, как р-распад нуклона, распад ц-мезона, распад я-мезона, захват |1-мезона нуклоном, распад К.-мезонов и гиперонов (медленные процессы). Медленные процессы характеризуются временем приблизительно в 1012 раз большим, чем быстрые процессы. Так, напр., процессы распада гиперонов и К-мезонов в 1012 раз менее вероятны, чем процессы их образования. Из этого обстоятельства ранее был сделан вывод о том, что взаимодействие, отвечающее за процессы образования этих частиц, отличается качественно от взаимодействия, отвечающего за их распад. В связи с этим в СССР (1951), а также за границей предсказывалось, что гипероны и К-мезоны должны рождаться совместно, а не поодиночке. Закон совместного рождения гиперонов и К-мезонов был доказан в 1954 в опытах амер. физика Р. Шатта. Медленные процессы обсуждаются ниже, в разделе Слабые взаимодействия.
Естественно предположить, как это сделал М.Гелл-Ман, что все быстрые процессы, а не только процессы, в к-рых участвуют я-мезоны и нуклоны, подчиняются закону зарядовой независимости. Тогда всем частицам, сильно взаимодействующим с нуклонами, т. е. всем частицам, за исключением фотонов, электронов, нейтрино и ц-мезонов, будет приписан изотопич. спин Т, определяющий число 274-1 их зарядовых состояний. Это означает, что каждому виду частиц соответствует мультиплет по заряду. С достоверностью известны следующие мультипле-ты (см. таблицу): it-мезон (триплет); нуклон (дуб-лот); Л°-частица (синглет); S-гиперон (триплет); К-мезон (дублет). Каждому зарядовому состоянию частицы или системы частиц соответствует компо-
нент Тг изотопич. спина, сохраняющийся во всех быстрых процессах. Закон сохранения Тг приводит к интересным последствиям. Так, напр., при столкновениях двух нуклонов возможна реакция:
нейтрон + нейтрон ->- нейтрон + гиперон + К-ме-зон, (1)
но невозможна реакция:
нейтрон+нейтрон -*• гиперон -(-гиперон (2)
при условии, что изотопич. спин К-мезона равен 1/2. Опыты, выполненные в СССР и за границей, показывают, что действительно реакция (2) запрещена, откуда следует, что изотопич. спин К-мезона равен 1/2; это означает, что имеются два зарядовых состояния К-мезона — положительное и нейтральное (К+и К°). Этому дублету соответствует другой дублет антиК-частиц (К"и К°) (см. таблицу). С теоретич. точки зрения особенно важной оказалась возможность существования нейтральных частиц К° и К°, сильно отличающихся по свойствам, но способных превращаться друг в друга. Известны другие пары нейтральных частиц, как нейтрон и антинейтрон, также сильно отличающихся по своим свойствам, но в этом случае превращение одного из них в другой совершенно запрещено. В природе имеются и нейтральные частицы (напр., я°-мезон), к-рые совершенно не отличаются от своих античастиц.
В 1953 польские физики М. Даныш и Е. Пнев-ский при помощи фотопластинок наблюдали в космич. лучах интересное явление связанных расщеплений, открывающее новую главу в Я. ф. Польские физики обнаружили испускание при ядерном расщеплении, вызванном космич. лучами, сложной системы (т. н. гиперфрагмент), к-рая при остановке распадается. Авторы пришли к выводу, что гиперфрагмент является квазиядерной системой, состоящей из нуклонов и одной Л°-частицы. При остановке гиперфрагмента Л°-частица, связанная в ядре, распадается со временем жизни, мало отличающемся от времени жизни свободной Л°-частицы. В настоящее время наблюдалось много случаев гиперфрагментов, к-рые с достоверностью можно интерпретировать так, как указано выше.
А н т и н у к л о н ы. В 1955 амер. физики Э.Сегре, О. Чемберлен и др. открыли отрицательный протон — частицу с массой, равной массе протона, но с отрицательным зарядом. Новая частица была получена на синхрофазотроне Калифорнийского университета при бомбардировке медной мишени в протонном пучке с энергией ок. 6 млрд. ?«. Естественно было думать, что отрицательный протон является антипротоном — частицей, предсказанной современной теорией, согласно к-рой все законы природы инвариантны по отношению к операции сопряжения зарядов. При операции зарядового сопряжения любая система микрочастиц переходит в соответствующую зарядовосопряжённую систему с равным по величине, но противоположным по знаку зарядом (и магнитным моментом). Доказательство того, что новая частица действительно является антипротоном, было получено при наблюдении её аннигиляции (см.). При столкновении антипротона с нуклоном энергия, соответствующая массе нуклон-антинуклонной пары (к=1 900 Мае), может освобождаться (т. н. аннигиляция) и передаваться другим лёгким частицам (в основном я-мезонам) в виде их полной энергии. Явление аннигиляции было наблюдено как при помощи фотопластинок, так и при помощи электронных устройств. Особенно поучительным является аннигиляция неподвижного антипротона, когда при его остановке возникает «звезда» с полной энергией образующихся частиц =*= 2 млрд. эв. Опыты

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 760 770 780 790


Большая Советская Энциклопедия Второе издание