Как регистрируют частицы - Боровой А.А.
Скачать (прямая ссылка):
73
чернего ядра при распаде приходится незначительная часть энергии. Практически вся разность Еы — Ел — тс2 расходуется на кинетическую энергию электрона и величина эта постоянная. На опыте же наблюдалась картин?, представленная на рис. 14. Испускались электроны любых энергий, вплоть до некоторой граничной Егр as Еы — — ER — тес2. При а-распаде ничего похожего не происходило — вылетали а-частицьг одной или нескольких определенных энергии. Поэтому предположили, что BII-воват источник — ?-частицы теряют свою энергию, когда
проходят сквозь его материал. От этого первоначальный линейный спектр размывается. Для проверки этой гипотезы несколько груш экспериментаторов поставі» ли так называемые калориг IWOmD метрические опыты. Делались • ' они так: радиоактивный пре-
Рис. 14. Распределение по парат помещался в калори-внергиям (спектр) электронов, г г
вылетающих при распаде ка- метР с толстыми стенками, вия-40 (N — число ?-частиц). такими, чтобы ?-частицы в
них полностью поглощались. Это позволило измерить энергию, выделяющуюся заопределенноевремя. Зная активность источника и, тем самым, полное число испускаемых электронов, рассчитали энергию, приходящуюся на одну ?-частицу. Экспериментаторы ожидали, что она окажется близкой к ETV, но раз за разом получали величину, приблизительно в два раза меньшую, в соответствии со спектром на рис. 14.
Была и вторая загадка бета-распада. Она заключалась в том, что в этом процессе но выполнялся вакон сохранения момента импульса. Подсчет спинов материнского и дочернего ядра и вылетевшего электрона обнаруживал «недостачу момента». Дефицит составлял по меньшей пере —1I2H.
Приблизительно в это время Н. Бор произнес свою знаменитую фразу: «Следует ожидать от бета-распада дальнейших сюрпризов».
II тут Вольфганг Паули придумал блестящий выход из положения, обеспечивший работой экспериментаторов на многие годы вперед.
7.3. На сцене появляется нейтрино
22 октября 1933 г. в Брюсселе открылся VII Сольвеевский конгресс. Эти международные встречи ученых, занимающихся строением вещества, вели свое начало с 1911 г. Тогда бельгийский инженер-изобретатель Эрнест Сольвей, придумавший дешевый способ получения соды и разбогатевший на этом, впервые предоставил средства для такой встречи.
Перечень участников VII конгресса, так же как и предыдущих,— настоящий «звездный» список. Здесь и физики старшего поколения: Мария Кюри, Эрк-ост Pc з р^орд, Нильс Бор. И более молодые, но уже известные своими открытиями ученые: Дж. Чедвик, П. Дирак, Э. Ферми, В. Паули. Супружеская пара Ирэп и Фредерик Жолио-Кюри. Последние ждут очереди, чтобы рассказать о своих новых работах в ядерной физике. Многие тогда отнеслись к ним недоверчиво, можно сказать, почти все, кроме Бора и Паули. А через очень короткое время (всего около трех месяцев) супруги Жолио-Кюри поразили мир открытием искусственной радиоактивности.
Конгресс подытожил многие завоевания ядерной физики. Среди них нейтронно-протонная модель ядра, обнаружение позитрона в космических лучах, работы с тяжелым изотопом водорода — дейтерием, ядро которого состоит из протона и нейтрона. Уверенно работал новый ускоритель тяжелых элементарных частиц — циклотрон.
И именно в трудах этого конгресса была зарегистрирована гипотеза Паули о существовании новой частицы с удивительными свойствами. Впервые она была высказана им на три года раньше, еще в декабре 1930 г. в письме, отправленном на конференцию физиков в Тюбингенском университете. Это вошедшее в историю письмо начиналось и кончалось шутливо: «Дорогие радиоактивные дамы и господа! Я прошу Вас выслушать со вниманием в наиболее удобный момент посланца, доставившего это письмо. Он расскажет Вам, что я нашел отличное средство для спасения закона сохранения энергии и получения правильной статнстики... Оно заключается в возможности существования электрически нейтральных частиц, которые я назову нейтронами. (Напомним, что частица, за ьотороп утвердилось это название, была открыта через два года. Прим. автора.)... Непрерывность бета-спектра станет понятной, если предположить, что при бета-распаде
75
с каждым электроном испускается такой нейтрон, причем сумма энергии нейтрона и электрона постоянна...
Итак, дорогой радиоактивный народ, рассматривайте и судите. К сожалению, я не. могу появиться в Тюбингене лично, так как мое присутствие здесь необходимо из-за бала, который состоится в Цюрихе в ночь с 6 на 7 декабря.
Ваш покорнейший слуга В. Паули».
Как мы видели, Паули высказал предположение о том, что при бета-распаде испускается частица, обладающая высокой проникающей способностью, более неуловимая, чем гамма-квант. Эту частицу не могут задержать стенки калориметра и она уносит с собой часть энергии, импульса и момента импульса. Вскоре термин нейтрон был заменен термином нейтрино. Слово «нейтрино», что в переводе с итальянского означает — маленький нейтрон, маленькая нейтральная частица, вошло в обиход физиков с легкой руки Энрико Ферми. Сначала он употреблял его в неофициальных разговорах, потом в 1931 г. во время Римской конференции по физике, и оттуда этот термин распространился всюду. Обозначать новую частицу стали символом V.
