Всего лишь кинематика - Копылов Г.И.
Скачать (прямая ссылка):
импульса этой частицы остается неизменно равной квадрату ее массы. Но как
узнать энергию и импульс невидимой частицы? Здесь-то и пригодились законы
сохранения.
В каждой вилке определялись энергия Е, импульс Р, масса т частицы,
образовавшей след. Когда па фотопленке зафиксирован след частицы, то, чем
он сильнее изогнут магнитным полем, тем меньше ее импульс; чем дольше
частица не останавливалась, тем большей энергией она обладала. Значит, по
длинен кривизне следа можно определить энергию, массу покоя и импульс
пролетевшей частицы.
Энергию невидимой
Рис. 15. Спожение векторов, частицы получали, складывая энергии обеих
видимых. Импульс невидимой частицы получали, склады вая импульсы обеих
видимых. Но здесь была одна топкость, уже нам известная: их складывали
как векторы {рис. 15); ведь сумма двух векторов зависит не только от их
величины, но и от угла между ними, а угол здесь был известен, он равен
углу раствора зубцов вилки. Проще всего сложение проделать графически:
наложить вычерченные в каком-то масштабе импульсы частиц па следы этих
частиц и затем перевести одну из стрелок, не поворачивая ее, к концу
второй. Расстояние от начала первой до конца второй стрелки и есть, как
мы знаем, сумма импульсов (в том же масштабе), И тогда, определив
суммарную энергию Et-{-E2 и суммарный импульс Pi-1-Pj, можно подсчитать
массу искомой частицы:
At у - V (?,+ ?'*)*-(Pi + РЛ*. (1)
Когда накопилось много замеченных вилок и подсчитали для каждой из [nix
Му, то оказалось, что все полученные М\ делятся на два класса: в распадах
л~
62
величина Mv всегда получается примерно равной 1,11 Гэв, в распадах Уп->-
л++л~ величина Mv колеблется в районе 0,49 ГэВ *).
Какой отсюда следовал вывод? Было доказано существование не одной, а двух
нейтральных частиц А0 и К11 (лямбда-нуль и ка-нуль). Одна, тяжелая (ее
обозначили Д°, перевернув вилку), распадается так:
другая, полегче, распадается по схеме
Что было бы, если бы не получились один и те же значения A4V? Это
говорило бы о том, что часть энергии п импульса V0 уносится новыми
невидимыми частицами, К счастью, так не произошло.
Сейчас А"- и /С°-частшш - самые обычные и чаще всего встречающиеся
экземпляры из так называемых странных частиц. Они не стабильны, т. е.,
возникнув, вскоре самопроизвольно распадаются. По расстоянию от звезды до
точки распада узнают пробег Л" и Ка\ зная нх скорость (о-Р/Е), узнают и
время жизни; Л0 живет в среднем около 10-30 с (пробегая за это время
несколько сантиметров), /\°-мезоны примерно столько же. /О-мезоны - одни
из самых интересных тел в природе.
Хотя Ка- и Л°-мезоны давно открыты и приняты в семью элементарных частиц,
хотя в различных опытах перед физиками проходят десятки тысяч этих
частиц, но по-прежнему каждую отдельную /С0- или Л°-частицу узнают с
помощью кинематики. Но теперь на номощь приходит электронная счетная
машина (человеку уже не справиться с таким объемом вычислений).
Специальные измерительные автоматы измеряют длину, кривизну и другие
характеристики следов и вычисляют на основе этих измерений импульс, массу
и энергию ЛМастнцы, Так же поступают и с предполагаемым мезоном. Кроме
того, они отыскивают ближайшую к вилке звезду и измеряют координаты вилки
и звезды. Все эти данные передаются (иногда прямо по кабелю) на счетную
машину. Что она проверяет? Первым делом она по формуле
(1) убеждается в том, что получается масса Л°-частицы.
*) Не забывайте, что точных измерений в физике не бывает и все числа
получаются приближенными. В этом отличие естественных наук от
гуманитарных, где все всегда известно абсолютно точно.
63
Но этого мало. Она вычисляет направление вектора Pi+P, и сравнивает его с
направлением от звезды к вилке, ведь по закону сохранения импульса эти
направления должны совпадать. Только когда все проверки сходятся, вилку
можно считать следом распада Л°-частнцы, вылетевшей нз звезды.
Ну а потом? Зачем все это нужно?
Потом-то и начинается самое интересное. Изучают законы рождения Л°- и
ЛГ°-частиц, пытаются угадать силы, действующие на них в момент нх
появления на свет; особенно упорно исследуют /С°-мезон. В семье
элементарных частиц /С-мезоны держатся как-то особняком, у них много
странных, необычных свойств. В 1956 г. разгадка одного из них привела к
перевороту в науке... А сейчас /С°-мезоны принялись еще за один переворот
в физике, пожалуй, поосновательнее прежнего *).
Пример второй: каскадные гипе-
роны.
Первые из гиперонов Л(r) были открыты в 1950 г., но ученые долго продолжали
обнаруживать в их семействе ранее неизвестных родственников. В 1964 г.
объявился ?2--гиперон.
Звезда экрана
Еще за полгода до открытия существование частицы 0~ было предсказано
молодым многообещающим советским физиком Тимом Суверневым.
*) Гайка с правой нарезкой так же хорошо накручивается на правый вннт,
как левая гайка - па левый винт. Все привыкли к такой равноправности
правого и левого и думали, что так должно быть во всем и всегда. А в 1966
